Autodesk AutoCAD Civil 3D - Módulo Intermedio - Versión 1.00 (Capítulo II)

(www.hamilton.govt.nz)

Imagen Cortesía HAMILTON CITY COUNCIL ®

Víctor Franz Alcántara Portal DESCRIPCIÓN Y CONFIGURACIÓN DE INTERSECCIONES

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CREACIÓN DE INTERSECCIONES

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ESTILOS Y ETIQUETADO DE INTERSECCIONES

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EDICIÓN DE INTERSECCIONES

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DESCRIPCIÓN DE ÓVALOS

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CREACIÓN DE ÓVALOS

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ESTILOS DE ÓVALOS

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EDICIÓN DE ÓVALOS

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CONTROL DE EXPLANACIONES

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) CAPÍTULO II INTERSECCIONES Y ÓVALOS 2.1.

Descripción y Configuración de Intersecciones.

2.1.1. Consideraciones Generales. Crear un tipo de Intersección en Civil 3D, no va solo en aplicar ciertos procedimientos preestablecidos que el programa tiene pre-configurados; sino, a la correcta aplicación y conceptualización de los mismos y su relación con el diseño acorde a las necesidades de tráfico, el tipo de vía, seguridad, divergencia, visibilidad y demás condiciones de contorno, tanto para la vía a Interceptar (Vía Principal), como para la vía a anexar (Vía Secundaria). Existen muchos tipos de intersecciones, que a su vez se subdividen según las necesidades funcionales de cada proyecto en específico, existiendo varias soluciones para un mismo caso, que deben ser evaluadas acorde a parámetros de diseño estipulados en el Capítulo V de las DG - 2014, y que será la norma base para el presente capítulo, sin dejar de lado la factibilidad de la solución adoptada. A la par con la concepción, tipos y parámetros que maneja las Normas DG – 2014, se debe mencionar, que Civil 3D, conceptualiza, valga la redundancia, modelamientos de intersecciones en 2D y en 3D. Para el caso de las Intersecciones en 2D, los parámetros de diseño que el programa maneja y que deben ir acorde con la normatividad vigente, definirán su creación y proyección en base a alineaciones horizontales, sobreanchos y condiciones de contorno que permitan disponer de espacios adecuados de transiciones de entrada, salida y de acoplamiento a las vías principales y secundarias respectivamente, sin tener en cuenta las elevaciones de rasante, subrasante y la influencia de las pendientes longitudinales y transversales que tengan las vías a interceptar. A diferencia de las Intersecciones en 2D, las Intersecciones en 3D, manejarán además de los parámetros de diseño en planta antes mencionados, configuraciones que vayan acorde a las elevaciones de rasante, subrasante, taludes y la necesidad de pendientes longitudinales y transversales, interrelacionadas correctamente con la conceptualización inicial de Ensamblajes y Sub-ensamblajes con las Obras Lineales y la existencia de Perfiles Longitudinales tanto para la vía principal, como para la vía secundaria. Por ende, no solo bastará proyectar una Intersección en Planta, sino, que se las deberá diseñar acorde a la existencia o no de desniveles. 2.1.2. Clasificación de las Intersecciones. 2.1.2.1.

Intersecciones a Nivel.

Son todas aquellas en las cuales el desnivel topográfico no será considerable, por lo tanto, su medida proyectiva dependerá del tipo de serviciabilidad de las vías a unir y de la forma en que Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) se dé solución a las transiciones de entrada, desarrollo y salida, uniendo las rasantes o subrasantes de ambos caminos en un mismo punto. Dichas soluciones a su vez, dependerán del número de ramales que convergen a ella, tal como lo estipula la Tabla N° 502.01 de la Sección 502.01. Así, la Figura N° 2.01, muestra los tipos más frecuentes de intersecciones a nivel.

Figura N° 2.01: Intersecciones a Nivel Típicas. Fuente: DG – 2014.

De la imagen anterior, se puede sub-clasificar a algunas de las intersecciones canalizadas como Óvalos (Rotonda), las cuales, tendrán un tratamiento especial con Civil 3D en el Ítem 2.5. 2.1.2.1.1.

Criterios de diseño.

La Sección 502.02 considera todos los criterios generales y específicos para el diseño de intersecciones; y estos van abocados desde la adecuada ubicación de ensanches, presencia o no de islas de separación de carriles (Intersecciones canalizadas y carriles de segregación auxiliares), tratar en lo posible de que las intersecciones sean perpendiculares (Variaciones Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) recomendadas de 60° a 120°), con adecuados radios de transición y distancias adecuadas de visibilidad (Ver Triángulo de Visibilidad en la Figura N° 2.02) en función de la velocidad y el vehículo de diseño, el índice de tráfico, maniobrabilidades seguras y la confluencia de peatones, con una señalización horizontal y vertical (Señales Informativas, Preventivas, Restrictivas, Uso de Semáforos para el caso de zonas urbanas) conveniente, para un periodo de diseño determinado.

Figura N° 2.02: Triángulo de Visibilidad. Fuente: DG – 2014.

El triángulo de visibilidad incidirá directamente en el diseño y en la disposición final de medidas de ingeniería y correctivas para evitar la confluencia o congestión de tránsito, accidentes de tránsito, hacer maniobras bruscas, etc. y cuyo cálculo detallado se estipula en la Sección 205.04. 2.1.2.1.2.

Intersecciones Sin Canalizar.

Se usarán intersecciones sin canalizar cuando el espacio de circulación y maniobrabilidad sea reducido y cuyo diseño obedece a la trayectoria mínima de giro del vehículo de diseño, pudiendo emplearse trayectorias mínimas (Existencia de una curva simple o compuesta) acorde a lo estipulado en la Tabla N° 502.02 y demás consideraciones existentes de la Sección 502.05. Por lo general, se suele usar transiciones compuestas por tres radios, las cuales obedecen a la concepción de generar transiciones paulatinas a lo largo de la curvatura interna de las vías a interceptar o enlazar, siguiendo la configuración y los parámetros que se muestran en la Figura N° 2.03. Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Figura N° 2.03: Curva Típica Compuesta por Tres Centros. Fuente: DG – 2014.

2.1.2.1.3.

Intersecciones Sin Canalizar Simples y su Incidencia en la Circulación Vial.

Se considera una intersección sin canalizar simple (Ver Figura N° 2.04), para vías con bajo volumen de tránsito y su aplicación se rige a empalmes y cruzamientos con ángulos dentro de los rangos (60° a 120°), las cuales se les preverá de un ancho necesario para zonas de giro.

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Figura N° 2.04: Tipos de Intersecciones Sin Canalizar Simples. Fuente: DG – 2014.

2.1.2.1.4.

Necesidad de Ensanches en Secciones de Accesos a la Intersección.

Al igual que el sobreancho en una curva asegura la correcta transición y visibilidad, el ensanche adicional de una intersección cumplirá similar función, con la diferencia de que este, no necesariamente se ubicará en la curva, sino, que podrá tener diferentes configuraciones; la Sección 502.05.02 muestra algunas soluciones, acorde a los gráficos de la Figura N° 2.05.

Figura N° 2.05: Ejemplos Tipo de Ensanches de la Sección de los Accesos al Cruce. Fuente: DG – 2014.

2.1.2.1.5.

Intersecciones Canalizadas.

En caso se disponga de área suficiente para realizar las transiciones en una intersección y con el fin de no generar falsas perspectivas en el tránsito vehicular, se usarán intersecciones Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) canalizadas, las cuales se diseñan añadiendo parámetros y trazos más rigurosos que para el caso de las intersecciones canalizadas. Los parámetros de diseño que más se tienen en cuenta para este tipo de intersecciones son: o

La alineación al borde inferior del pavimento.

o

El ancho del carril de giro.

o

El tamaño mínimo aceptable para la isla de canalización.

Las islas de canalización tratarán de tener formas específicas y dimensiones mínimas que aseguren una correcta circulación vial. Se considera como Velocidad de Diseño un valor de 15 km/h, en Condiciones Normales, pudiendo adoptarse mayores a este valor, hasta un rango de 65 km/h aumentando el coeficiente usual de fricción lateral de las vías enlazadas. Además, el diseñar este tipo de intersecciones, acarreará usar radios mínimos, que son radios mayores a los mínimos requeridos acorde al tipo de vehículo, por lo tanto, se deberá emplear la Tabla N° 502.03 con todas las consideraciones de la Sección 502.06.01. Adicionalmente, se puede usar la Tabla N° 502.04 o la Figura N° 502.07 de la mencionada sección, para utilizar radios mínimos, acorde con peraltes mínimos y máximos aceptables, para Velocidades de Diseño Superiores a 20 km/h y para Cuando No Existen Condiciones Limitantes respectivamente. 2.1.2.1.6.

Casos Tipo de Intersecciones Canalizadas.

La Sección N° 502.06.02 considera siete grupos de casos típicos para dar solución a este tipo de intersecciones en función a las condiciones de serviciabilidad y contorno existente; las mismas, que serán analizadas en clase, así tenemos las Figuras N° 2.06 a la N° 2.12.

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Figura N° 2.06: Casos de Canalización con Islas Divisorias y Carril de Giro. Fuente: DG – 2014.

Figura N° 2.07: Intersecciones Canalizadas en Ángulos Agudos Formando una “Y”. Fuente: DG – 2014.

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Figura N° 2.08: Intersecciones Canalizadas para Tránsito en Todos los Sentidos. Fuente: DG – 2014.

Figura N° 2.09: Casos Particulares para Intersecciones Canalizadas. Fuente: DG – 2014.

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Figura N° 2.10: Intersecciones con Importantes Giros a la Izquierda en un Cuadrante. Fuente: DG – 2014.

Figura N° 2.11: Intersección Canalizada en Cruz. Fuente: DG – 2014.

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Figura N° 2.12: Intersección Canalizada en Estrella. Fuente: DG – 2014.

2.1.2.1.7.

Curvas de Transición en Intersecciones.

Cuando el acceso a un ramal de intersección supera una velocidad de 30 km/h, se produce un incremento en la fuerza centrífuga, por lo tanto, es conveniente intercalar las curvas de enlace con Clotoides o Curvas de Mayor Radio, tal como se especifica en la Sección N° 502.07.01 y N° 502.08.02 respectivamente y con las consideraciones adicionales de la Sección N° 502.07.03, cuando se tenga que combinar más de dos curvas para dar solución a la transición. 2.1.2.1.8.

Ramales de Giro.

Cuando la velocidad de circulación sea menor a 15 km/h, se debe implementar de dimensiones mínimas a las calzadas y a las bermas las que estarán reguladas por el volumen y la composición del tránsito, acorde a las consideraciones y los diferentes casos estipulados en la Sección 502.08 y en concordancia con la Tabla N° 502.07 (Anchos de calzada en ramales de giro) y la Tabla N° 502.08 que modifica las propiedades de los anchos normales de calzadas por efecto de la presencia de las bermas y sardineles. 2.1.2.1.9.

Carriles de Cambio de Velocidad.

Siempre y cuando las condiciones lo ameriten, se puede anexar carriles de aceleración y deceleración, los cuales se usan para posibilitar la maniobra de entrada a una vía principal y Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) cuyo desarrollo es paralelo al carril de llegada, además de permitir giros en U; y permitir la salida de una vía principal y cuyo desarrollo es paralelo al carril de origen respectivamente. Las Figuras N° 2.13 y 2.14 muestran ejemplos de carriles de cambio de velocidad y terminales de salida respectivamente.

Figura N° 2.13: Carriles de Cambio de Velocidad. Fuente: DG – 2014.

Figura N° 2.14: Terminales de Salida. Fuente: DG – 2014.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Los parámetros de diseño para los Carriles de Aceleración se estipulan en la Sección N° 502.09.02 y en donde se presentan valores para la longitud total (LT) horizontal del carril de aceleración en función a la Tabla N° 502.09 (Tabla válida para pendientes entre +3 % y -3%) los mismos que se corregirán con la ayuda de la Tabla N° 502.10. Para el diseño de los Carriles de Deceleración, se presentan dos casos tal y cual menciona la Sección N° 502.09.03 y en donde su concepción va en función de la Longitud de Curva de Transición (LT) y la Longitud de Deceleración (LD), y su interrelación de cuál es la mayor dimensión, existiendo una solución para ambos casos mencionados. Además, las DG – 2014 en la Sección N° 502.09.04, considera Carriles Centrales de Deceleración para el caso de un giro a la izquierda desde una carretera principal, cuyas transiciones se ubican en el centro de la carretera y cuyo diseño va acorde a los parámetros establecidos en la Sección N° 502.09.03, con la diferencia de considerar o no la presencia de semáforos en el final de la transición para hacer la maniobra. 2.1.2.1.10.

Tránsito por el Separador Central.

Los giros y maniobras que se realicen en Autopistas a través del separador central (pendiente no mayor a 5% y ancho no menor de 12.00 m) son consideradas como una intersección, en donde se debe diseñar una abertura adecuada en el separador acorde a los parámetros y configuraciones que muestra la Sección N° 502.10. 2.1.2.1.11.

Configuración de las Islas en Intersecciones Canalizadas.

Siendo el resultado del diseño de una intersección a nivel canalizada con suficiente espacio, las islas se conceptualizan en diseñar áreas adecuadas para la correcta transitabilidad de los vehículos, servir como refugio a los peatones y proporcionar zonas para señalización e iluminación y las mismas que pueden ser pintadas en el pavimento, con barreras de contención o con la existencia de sardineles o parapetos. La Sección N° 502.11.02 considera tres tipos de islas (Islas Divisorias o Separadoras; Islas de Canalización, Encauzamiento o Direccional e Islas de Refugio) y cuyos parámetros de diseño se mencionan en el mencionado ítem. 2.1.2.1.12.

Coordinación en Elevación de las Intersecciones.

Se debe considerar, que el modelar intersecciones en 3D, incide directamente en la forma en que la vía secundaria llega a la vía principal, coincidiendo en un solo punto en elevación de llegada13 respectivamente. Por lo general, la pendiente de la vía secundaria, deberá ser la que se prolonga en elevación sobre la vía principal, sin embargo, al analizar la Sección N° 502.12 se puede definir un 13

Por lo general el punto medio de ambas alienaciones en elevación.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) pequeño rango de variaciones desde 0.50 % a 4.0 % en los últimos metros de llegada, y cuyo valor debe acoplarse en función de una correcta distancia de visibilidad de parada y de llegada exista o no curvas verticales en elevación, señalizando en planta (CEDA EL PASO) o elevación (PARE) la vía acorde al rango de valores mencionados anteriormente. 2.1.2.2.

Intersecciones a Desnivel.

Si bien es cierto que las Intersecciones a Desnivel están consideradas como parte del Capítulo V, Sección N° 503, de las DG – 2014, su conceptualización en Civil 3D, es diferente a la concepción de las intersecciones a nivel, pudiendo crearlas a partir de un grupo de alineaciones horizontales, con ángulos de solución mayores a 180° o usando la Herramienta de Composición de Alineación, que ofrecen un mejor modelamiento, debido a que para este tipo de intersecciones, se debe tener en cuenta, que según el tramo analizado se debe usar varios perfiles longitudinales y tipos de ensamblaje o sub-ensamblaje; por ende, incidirá directamente en el típico modelamiento simple que se obtiene con el ícono de grupo Intersecciones, sin dejar de lado las consideraciones de diseño de la sección mencionada. Se podrá considerar un ejemplo en clase para explicar este tipo de modelamiento en Civil 3D. 2.1.3. Consideraciones Adicionales y Limitaciones. Se debe incidir en el correcto uso de intersecciones como parte de toda la Red Vial Nacional, debido a la inexistencia de las mismas cuando se une una vía secundaria, a una vía principal, las cuales consideran ángulos de intersección en función de la disponibilidad de área o acorde a las condiciones de un camino preexistente, sin tener en cuenta al menos una correcta visibilidad en base al triángulo de visibilidad valga la redundancia, por lo tanto, se debe incidir en que todo estudio de mejoramiento o apertura de una carretera, deberá contemplar su diseño al inicio del tramo, al atravesar zonas urbanas, caminos y en su punto final de llegada, que por lo general se enlaza con otra carretera existente. Dejando de lado, el párrafo anterior, mencionaremos que Civil 3D solo trabaja con intersecciones canalizadas siempre y cuando estas se creen a partir de una rotonda (Ovalo), por lo tanto, el desarrollo de las Intersecciones que no sean consideradas como rotondas, se realizará para intersecciones sin canalizar. 2.2.

Creación de Intersecciones.

2.2.1. Consideraciones Previas. Siguiendo con el archivo trabajado del Capítulo I, se trabajará con dos tipos de modelamientos en base a las polilíneas proporcionadas por el docente, mediante las cuales se crearán alineaciones y ensanchamientos acorde a parámetros de diseño que se describen para cada caso. El primer modelamiento (Modelamiento en 2D) obedecerá a dos casos específicos de intersecciones, una en T y otra en Cruz (+), que se crearán sin tener en cuenta las elevaciones existentes y en función Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) a los parámetros de diseño que se mencionen y se estipulen para su concepción; editando luego las configuraciones de sus estilos y etiquetas, para finalmente reconfigurar y editar parámetros de diseño que darán paso a tener una intersección con carriles segregados con carril adyacente al mismo lado del camino interceptado y con ensanches laterales en ambos caminos respectivamente. Para el segundo modelamiento (Modelamiento en 3D), en base al archivo proporcionado por el docente en el ítem anterior, se crearán dos intersecciones una en Y (60°) y otra en Cruz (+, la misma que dará paso a la creación de un óvalo), en las ubicaciones indicadas; y que anexarán dos vías secundarias (Acceso a una Cantera, que será diseñada en el Capítulo VI y una Vía Secundaria de Acarreo) a la vía principal del Capítulo I, y que tendrán parámetros de configuración similares a la concepción del Modelamiento en 2D, con la diferencia de que se emplearán perfiles longitudinales, ensamblajes y sub-ensamblajes, para disponerla en una sola obra lineal que será tratada de manera minuciosa para su modelación en 3D final. Además, se reconfigurará las transiciones de entrada, salida y ensanchamientos, si es que fuera posible ajustarlos en función de la normatividad vigente. 2.2.2. Intersecciones en 2D. Como primer paso, abrir el archivo Civil 3D - Alineamientos Previos, el cual tiene cinco polilíneas incrustadas con diferentes colores y acumulados en dos áreas en específico, luego copiarlas y pegarlas en Coordenadas Originales en el Archivo Base que hasta ahora se ha trabajado. Ahora, para este diseño, nos acercamos al área ubicada al Nor-Este de la superficie digitalizada por contorno y crearemos tres alineaciones en función a la imagen que se muestra a continuación.

Se crearán tres alineamientos a partir de las polilíneas que se visualizan en la imagen superior. Antes de crear las alineaciones, se realizará una copia del Conjunto de etiquetas de alineación: Etiquetado Carreteras, a la cual se le suprimirá la etiqueta de P.K. Principal: TMP Carreteras – KM, Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) que servirá para no tener problemas de visualización en las intersecciones, la misma que será denominada como: Etiquetado Carreteras sin PK-KM. Dicho conjunto de etiquetas se usará para la conceptualización y creación de los tres alineamientos. La Primera polilínea (Color Rojo), idealizará una Vía Principal, en dirección de Este a Oeste de Tercera Clase de Dos carriles (Calzada de 6.00 m y Bermas de 2.60 m a cada lado) que servirá como vía colectora y perimetral para la futura expansión de la zona urbana aledaña; además, contará con los siguientes parámetros de Diseño: Velocidad de 40 km/h, Vehículo de Diseño: Semirremolque Simple T2S1, Sobreancho acorde a las DG-2014, con curvas horizontales afines al tipo de vía y que será denominada como: Alineamiento 2D – VPU. La Segunda polilínea (Color Azul), definirá el final de la proyección de una de las calles existentes, en dirección de Norte a Sur de Dos Carriles (Calzada de 3.00 m y Bermas de 0.90 m), que contará como Vehículo de Diseño un Ómnibus de Cuatro Ejes (B4-1) para una Velocidad de 40 km/h y que será denominada como: Alineamiento 2D – VSI. La Tercera polilínea (Color Negro), definirá la proyección de la siguiente calle existente sobre la alineación principal; la mencionada vía tendrá los mismos parámetros de diseño que la anterior y se la denominará como: Alineamiento 2D – VSII. Así, al crear todas las alineaciones y realizar las configuraciones del caso, tendremos los alineamientos establecidos tal como se muestra en la siguiente imagen:

El siguiente paso, será crear las intersecciones propiamente dichas; para lo cual, habrá que analizar el comportamiento de las mismas, así tenemos, que el vehículo de diseño de la vía principal (Semirremolque Simple T2S1) es mucho mayor al vehículo de diseño de las vías secundarias, por lo tanto, el mencionado vehículo no circulará por estas vías, entonces se usará como vehículo de diseño el Ómnibus de Cuatro Ejes (B4-1). Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Como ya se mencionó anteriormente, para este ítem se crearán intersecciones sin canalizar con radios simples, las cuales serán modificadas luego para cuestiones didácticas. Así, según la Tabla N° 502.02, teniendo en cuenta que el vehículo de diseño es del tipo pesado (VP), y que ambas alineaciones subtienden un ángulo de giro aproximado de 90°, da como valor usar un radio mínimo de 15.00 m. Se creará primero la Intersección en T; vamos a los Botones de grupo, sección Inicio, Subsección Crear diseño y desplegamos el ícono Intersecciones (

) y Click en Crear intersección, luego, se

nos pedirá especificar el punto de intersección, así damos Click en el lugar de intersección de ambas alineaciones, acción que despliega la ventana emergente Crear intersección – General. Así, en la sección General renombramos como Intersección – VSI al valor de la subsección “Nombre de intersección”; los estilos de marca y etiqueta los dejamos por defecto por el momento; luego en la subsección “Tipo de obra lineal de intersección:” podremos elegir el tipo de unión de bombeos en el punto de intersección, pudiendo acoplarse la vía secundaria a la principal (Bombeo de carretera principal mantenido), o conservar cada uno sus bombeos respectivos (Todos los bombeos mantenidos); seleccionamos la primera opción, luego Siguiente>. En la sección Detalles de geometría, se puede alternar los valores de la vía principal (Prioridad 1) y vía secundaria (Prioridad 2) bajando o subiendo cada alineación a su ubicación respectiva en la subsección “Alineaciones de intersección:”; así mismo, la subsección “Desfase y empalmes de intersección” presenta los Parámetros de desfase y los Parámetros de empalme de intersección, en donde la primera opción, permitirá configurar o no los desfases para ambas vías (en caso no se hayan creado desfases) o usar los desfases de alineación existentes y en donde la intersección asumirá las trayectorias de los mismos; así mismo, la segunda opción permitirá configurar o no los parámetros de diseño de la intersección propiamente dicho (Radios de intersección, empalmes, transiciones, etc.) Ahora, configuramos la primera opción; Click en Parámetros de desfase, acción que desplegará la ventana emergente Parámetros de desfase de intersección, y como ya hemos preestablecido los desfases de alineación (offsets) elegiremos el valor de Sí en todas las opciones Utilizar alineación existente, tanto para la carretera principal, como para la carretera secundaria; además, habrá que seleccionar correctamente cada desfase (offset) acorde al lado en el que se encuentre conceptualizado (Nombre de alineación), así por ejemplo, para el caso de definir el Nombre de alineación de la Carretera Principal de la subsección “Definición de desfase izquierdo de alineación”, seleccionamos: Alineación 2D – VPU-Izquierda > Aceptar; de igual forma se procede a elegir los desfases de cada lado de las carreteras, en función a su concepción original, luego Aceptar. Para configurar la segunda opción; Click en Parámetros de empalme de intersección, acción que despliega la ventana emergente Parámetros de empalme de intersección, y en donde se podrá establecer lo valores de transición, ensanches de carril segregado o ensanche adicional que se podrá dar a la intersección como parte del diseño de un carril de aceleración y deceleración los cuales se configurarán luego; así mismo, se puede elegir el lado de la intersección a diseñar14; así, en la sección 14

Civil 3D, conceptualiza la ubicación del lado de la intersección como: Cuadrante de intersección: los mismos, que se pueden elegir al desplegar la barra central superior (Ver imagen de la página siguiente) o también, dar Click en >, para ubicar cada cuadrante, al tiempo que se visualizarán en el espacio modelo.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Parámetros de empalme de intersección, nos ubicamos en la

subsección

“Tipo

de

empalme de intersección” la cual contendrá tres opciones de diseño de intersección (Ver imagen del costado), para empalmes

del

tipo

lineal

(Chaflán), Empalme Circular (con el uso de un radio simple) y empalme del tipo 3 arcos centrados (Empalme del tipo curva compuesta de tres centros);

para

este

caso

configuraremos un tipo de empalme circular simple, y cuyo valor designado será el de: 15.000m para el NE – Cuadrante; de igual forma, también elegimos este valor y tipo de empalme (Click en Siguiente >>) para el NO – Cuadrante, luego Click en Aceptar. De vuelta en la ventana: Crear intersección – Detalles de geometría,

se

puede

reconocer que la subsección “Perfiles de desfase y de empalme

de

intersección”

está deshabilitada, debido a la no existencia de un perfil longitudinal para un diseño en elevación, por lo tanto, estos parámetros se configuran para modelar una intersección en 3D. De igual forma la sección Regiones de obra lineal, dependerá exclusivamente de este tipo de modelamiento y, por consiguiente, no habrá necesidad de dar Click en Siguiente >, sino, crearemos la intersección propiamente dicha de manera directa, dando Click en Crear intersección, acción que creará la intersección en T deseada sin depurar (Ver cuadrante izquierdo de la imagen superior de la página siguiente). De manera similar procedemos a crear la intersección del tipo cruz (+) en la segunda vía secundaria, con los mismos parámetros de diseño que se configuraron en la intersección anterior, por tener ángulos de cruce que subtienden un valor aproximado de 90°, con la diferencia de que luego de especificar el punto de cruce (punto de intersección), se debe seleccionar la alineación de carretera preferente (Vía principal) para definir correctamente la interacción de prioridades; dicha intersección

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) será denominada como Intersección – VSII y que se puede visualizar en el cuadrante derecho de la siguiente imagen.

Aún falta editar las etiquetas y estilos de intersección en 2D, acción que se realizará en el Ítem 2.3.1. 2.2.3. Intersecciones en 3D. Con parte de las polilíneas cargadas anteriormente, diseñaremos una Intersección (Ver imagen inferior), ubicada cerca de la progresiva 01+600.00 (Intersección en Y a 60°) y un Óvalo en la progresiva 03+820.00 de la vía principal del Capítulo I, en donde se crearán dos alineaciones (Dirección Sur a Norte) que se acoplarán a la obra lineal existente para tener un solo emplazamiento.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) La primera polilínea (Color Verde), será el acceso hacia la explotación de una cantera, con transito poco frecuente y por donde se transitará a una velocidad media de 15 km/h, cuyo vehículo de diseño se muestra en la Figura N° 2.15, y a la cual se la denominará como: Alineamiento 3D – ACI.

Figura N° 2.15: Vehículo de Diseño: Volquete 8x4.

La segunda polilínea (Color Magenta), será una carretera perpendicular15 a la vía principal, y en la cual se ubicará un Óvalo, que dará paso a una explanación que servirá como patio de máquinas (Utilizar como vehículo de diseño al volquete mencionado anteriormente y que transitará con la misma velocidad), con tránsito frecuente (Zona Norte) y que se desarrollará en el Capítulo IV y por el Sur conducirá hacia un piezómetro ubicado en el final de este tramo16. Utilizar la Formula Simple del ASSHTO para crear los sobreanchos. Dicha vía se denominará como: Alineamiento 3D – API. Creadas las alineaciones con las consideraciones respectivas, tendremos los alineamientos establecidos tal como se muestran en la siguiente imagen:

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Insertar Curvas Horizontales en función de la Velocidad y del Vehículo de Diseño. Utilizar 02 tramos de ensanchamiento para conceptualizar la variación del ancho de la vía al Norte (Primer Tramo) y al Sur (Segundo Tramo). 16

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Luego, crearemos los perfiles longitudinales de superficie, nombrándolos como: Perfil de Superficie – 3D – ACI y Perfil de Superficie – 3D – API, así, los mismos se muestran en la siguiente imagen:

Ahora, habrá que proyectar las subrasantes, las que deberán coincidir con la elevación de intersección de la alineación principal (tener en cuenta el Ítem 2.1.2.2). Así, para facilitar este proceso, se administrarán dos polilíneas (Archivo Civil 3D - Subrasantes) y las copiamos como punto base, tomando como referencia el inicio vertical17 para el primer perfil y pegándolas en el inicio de cada perfil en base a la elevación de las cotas: 2930 msnm y 2957 msnm respectivamente, quedando las tangentes verticales tal como se muestra en la siguiente figura:

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Dicha polilínea tiene un inicio en tramo vertical, la misma que solo servirá como altura relativa acumulativa.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Con estas polilíneas se crearán las subrasantes para cada perfil longitudinal, usando las siguientes longitudes de curva: 45.00 m para el primer perfil y 120.00 m, 60.00 m, 40.00 m, 40.00 m y 100.00 m para el segundo perfil, las mismas que se las nombrará como: Subrasante – 3D – ACI y Subrasante – 3D – API. Quedando configurados tal como se muestra en la siguiente imagen (Previamente reconfigurar la interacción de perfil1 y perfil2 de los estilos de guitarra):

Debido a que las secciones de las vías que interactuarán en cada intersección tienen propiedades geométricas distintas y antes de reacomodar la obra lineal de la vía principal, habrá que crear 02 ensamblajes más, los mismos que los denominaremos como Ensamblaje – ACI y Ensamblaje – API acorde a sus concepciones iniciales, usando los mismos sub-ensamblajes del Ensamblaje Vía Principal existente. Quedando configurados tal como se muestra en la siguiente imagen.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Teniendo todos los elementos mencionados para la creación de la intersección, primero habrá que volver a re-conceptualizar la obra lineal de la vía principal existente, haciendo interactuar todos y cada uno de los elementos de las vías secundarias creadas (Activar la visibilidad de la Capa C-ROAD-CORR) con esta obra lineal, para que el resultado sea un bloque dinámico en conjunto que se anexe en una sola obra lineal; así, como primero paso, vamos al Espacio de Herramientas > Prospector > Obras lineales, Click Derecho Corredor Vía Principal > Propiedades, acción que despliega la ventana emergente: Propiedades de obra lineal – Corredor Vía Principal, ahora, nos ubicamos en la pestaña Parámetros, y añadimos una nueva línea base dando Click en Añadir línea base y que a su vez desplegará la ventana Crear línea base de obra lineal, en donde se tendrá que definir el nombre de la línea base de obra lineal, para cada una de las alineaciones secundarias, las mismas que dependerán de sus alineaciones

horizontales;

entonces,

en

dicha

ventana, seleccionamos Alineamiento 3D – ACI como valor de “Alineación horizontal:” y dejamos configurado el resto de valores por defecto, tal como se muestra en la imagen del costado derecho, luego Aceptar. De vuelta en la ventana Propiedades de obra lineal – Corredor Vía Principal, habrá que seleccionar también el perfil de diseño de la línea base de obra lineal, así, en la intersección de esta, con el valor de la columna Perfil hacemos Click en y en la ventana emergente Seleccionar un perfil, seleccionamos la subrasante de diseño para esta alineación en la sección “Seleccione un perfil:”, tomando como valor a Subrasante – 3D – ACI, luego Click Aceptar para guardar los cambios efectuados. El siguiente paso, será definir la región de obra lineal que dominará esta alineación, en función del ensamblaje correspondiente para la misma; así, hacemos Click Derecho sobre la línea base recientemente creada y Click en Añadir región…, la cual nos dará paso a la ventana Crear región de obra lineal, entonces en dicha ventana definimos el nombre de la región de obra lineal como: Entrada a Cantera en el valor de la sección “Nombre de región:” y elegimos como “Ensamblaje:” al Ensamblaje – ACI, luego Aceptar. De manera similar y en la misma obra lineal, insertamos una nueva línea base para la siguiente vía secundaria a interceptar con el Óvalo, denominada: Alineamiento 3D – API, con “Perfil” de diseño: Subrasante – 3D – API, una subregión de obra lineal para el Tramo I, denominada: Cruce Tajo

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Principal - Tramo I y con un ensamblaje de diseño: Ensamblaje – Vía Principal. Así como, se insertará una subregión de obra lineal para el Tramo II, denominada: Cruce Tajo Principal Tramo II y con un ensamblaje de diseño: Ensamblaje – API. Efectuadas todas las acciones anteriores, renombramos a cada Línea Base y Subregión de obra lineal, con los nombres que se muestran en la siguiente imagen:

Ahora, como hemos insertado dos subregiones en una misma línea base, deberemos sectorizar las mismas, configurando adecuadamente sus PKs de Inicio y PKs Finales; entonces, para el caso del Tramo I, nos ubicamos en la intersección de este, con la columna P.K. Final y hacemos Click en el ícono (

) para seleccionar el punto en el espacio modelo hasta donde está definido este tramo

(Punto final de los ensanches establecidos para este tramo). De igual forma nos ubicamos en la intersección de la subregión del Tramo II, con el valor de la columna P.K. Inicial, para ubicar desde donde comienza (Punto inicial de los ensanches establecidos para este tramo) este tramo de la vía secundaria. Habiendo determinado las líneas base y las subregiones de obra lineal, también habrá que definir la Frecuencia de la obra lineal y hacer la proyección de esta sobre la superficie Objeto18 adecuadamente en función de cada uno de los ensanches usados. 18

La superficie Objeto es la superficie sobre la cual se proyectarán los taludes de corte o relleno.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Primero, definiremos la frecuencia de muestreo de la obra lineal en general19, para ello, hacemos Click en la opción Establecer todas las frecuencias ubicada en la parte superior de la ventana actual, acción que despliega la ventana emergente: Frecuencia para aplicar ensamblajes y constituimos muestrear la alineación cada 10.000m, tanto para frecuencias En tangentes, Incremento de curva, En espirales y En curvas de perfil, teniendo especial cuidado de que para el caso de puntos de geometría de alineación horizontal y vertical, así como para objetos de desfase esté seleccionado el valor de No. Para definir la superficie Objeto y su interrelación con los ensanches existentes, hacemos Click en el ícono (

) que resulta de intersección de esta columna con cada una de las líneas base, definiendo

como superficie objeto a: Superficie Civil 3D – Nivel Intermedio y eligiendo correctamente el desfase (Offset) acorde al lado que especifique la columna Grupo de ensanches; acción que se repetirá para todas las líneas base y subgrupos de obra lineal existentes. Realizados estos procesos; Click en Aplicar > Aceptar, para que luego el corredor y su respectiva superficie de obra lineal, queden visualizados tal como se muestran en la siguiente imagen:

Los procesos seguidos hasta este punto, tienen que ver con la concepción de la creación de una obra lineal compuesta, sin la cual no sería posible modelar la intersección en un solo modelo, valga la redundancia. Ahora, para poder realizar dicho modelamiento, es necesario sectorizar y separar previamente el área a interceptar de ambas intersecciones, independientemente de su forma; de esta manera evitaremos cruces indebidos en la representación de cómo se transponen las subregiones de obra lineal con la interacción causada por la intersección. 19

Cuando se crea una nueva línea base, región de obra lineal o subregión de obra lineal, la frecuencia de muestreo transversal de obra lineal, viene configurada con el valor predeterminado de 20.00 m, tanto para tramos en tangente, como para tramos en curva o espiral, además, muestrea la obra lineal en puntos de geometría horizontal (PI Horizontales, puntos de peralte mínimo y peralte máximo), vertical (PIV, Puntos bajos de perfil y puntos altos de perfil) o de desfase (Presencia de offsets.).

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Primero separamos las alineaciones y subregiones de obra lineal que tengan un punto inicio o de llegada, entonces, vamos de vuelta al Espacio de Herramientas > Prospector > Obras lineales y Click Derecho sobre Corredor Vía Principal > Propiedades; en la ventana Propiedades de obra lineal – Corredor Vía Principal, estando ubicados en la sección Parámetros, cambiamos el valor de 0+000.00m por 0+025.00m20 de la intersección entre Entrada a Cantera con P.K. inicial. De igual forma procedemos para la edición del subgrupo de obra lineal del Tramo I (Cambiar el P.K. final a 0+730.00) y el Tramo II (Cambiar el P.K. inicial a 0+840.00); luego, Aplicar > Aceptar. El siguiente paso, será sectorizar y/o cortar momentáneamente la obra lineal de la vía principal, para ello, seleccionamos la obra lineal existente, automáticamente los Botones de grupo muestran el subconjunto de grupo: Obra lineal: Corredor Vía Principal y nos ubicamos en la sección Modificar región y seleccionamos la opción Dividir región, acción que pedirá especificar la región que se desea dividir, para este caso Click dentro del área de influencia de la subregión de la Vía Principal, luego cuando se pida especificar la ubicación en la que se desea dividir la región, podemos elegir el punto de encuentro haciendo Click allí o introduciendo el valor del P.K., entonces, sabiendo que la misma se proyecta sobre la progresiva 1+610.00, digitamos este valor en la barra de comandos, luego Enter. Ahora, aun teniendo seleccionada la obra lineal, nos acercamos lo suficiente en el punto dividido y procedemos a separar las subregiones creadas, arrastrando los íconos ◄► hacia la nueva ubicación, para el primer tramo usamos el ícono ► y ubicamos la subregión de obra lineal en la progresiva: 01+580.00 y la para el segundo tramo usamos el ícono ◄ y ubicamos la subregión de obra lineal en la progresiva: 01+640.00. Para la segunda intersección (Óvalo que se diseñará en el Ítem 2.6.) haremos el mismo proceso, dejando las ubicaciones de las subregiones creadas en las progresivas: 3+760.00 y 3+880.00 (Considerar el punto de encuentro a la progresiva: 3+820.00) para los tramos de entrada y salida respectivamente; quedando ambas zonas sectorizadas tal como se muestran en la siguiente imagen:

20

Dicho valor dependerá de una tentativa de longitud de transición para la intersección en este punto.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) A partir de este punto, seguiremos a detalle solo la intersección en Y a 60°, debido a que la concepción de un Óvalo obedece a otros parámetros de diseño que serán analizados a partir del Ítem 2.5 en adelante. En lo espacios creados en la obra lineal, habrá que proyectar debidamente sub-ensamblajes, particionados acorde las necesidades de cada sector de la intersección; y su concepción más allá de ser compleja, viene dada de la concepción de los ensamblajes definidos para ambas zonas. Para comprender la forma en que los sub-ensamblajes afectan a la creación de la intersección, observemos la Figura N° 2.16.

Figura N° 2.16: Concepción de una Intersección en Base a Ensamblajes y Sub-Ensamblajes. Fuente: Elaboración Propia.

Al analizar la figura anterior, nos percatamos que solo, contamos con el Ensamblaje Principal y Secundario, entonces, a partir de estos, habrá que crear los sub-ensamblajes para completar la composición de la intersección, así, cada sub-ensamblaje será la réplica de la mitad del ensamblaje original. Para el caso de las transiciones en curva de entrada y salida, se usará los sub-ensamblajes de carril izquierdo (Con bombeo con signo cambiado) y taludes de corte y relleno reflejado a la derecha, fijándose como punto de pivote el centro de luz (CL o eje del ensamblaje) para su Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) trayectoria. Dicho sub-ensamblaje será la copia del ensamblaje con mayor incidencia sobre la intersección, por lo tanto, se copiará los valores de la carretera principal, con la diferencia de que el ancho del carril, será el ancho del carril de la vía secundaria. Así, de realizar estas operaciones, tendremos los sub-ensamblajes creados tal cual se muestran en la siguiente imagen:

Finalmente, se tiene todas las condiciones necesarias para crear la intersección; así, vamos a los Botones de grupo, sección Inicio, Subsección Crear diseño y desplegamos el ícono: Intersecciones (

) y Click en Crear intersección y seleccionamos el punto de definición de la misma, acción que

desplegará la ventana Crear intersección – General, y la renombramos como Intersección 3D – Y, luego Siguiente >; en la sección Detalles de geometría, verificamos la prioridad de las alineaciones, de la opción: Parámetros de desfase y definimos el valor de Sí a los desfases de alineación de ambas vías existentes, con sus respectivos lados de desfase, tal cual se hizo para las intersecciones en 2D. En la opción: Parámetros de empalme de intersección, definimos los radios mínimos que deben tener las transiciones de entrada y de salida; para el caso de la transición de entrada, tenemos un Ángulo de 60° y según la Tabla N° 502.02, para un vehículo del tipo pesado (VP) deberá contar con un radio de 18.00 m; para la transición de salida, la norma no especifica un radio circular simple, por lo que se deberá usar un radio de Curva compuesta de tres centros, con valores de: 30.00 m – 9.00 m – 30.00 m y un desplazamiento de 0.90 m (Valor que se configurará en el Ítem 2.4) y con Longitud de Curva igual a 18.19 m21. Adicionalmente habrá que configurar los valores de la subsección “Perfiles de desfase y de empalme de intersección”, para ello activamos la casilla del mismo nombre, luego, al dar Click en la opción Parámetros de talud de carril, se despliega la subventana: Parámetros de talud de carril de intersección, en donde se definirá el perfil de transición acorde al lado por el cual se desarrolle la intersección; así, elegimos como perfil de diseño Subrasante Vía Principal, para la Carretera principal y Subrasante – 3D – ACI, para la Carretera secundaria para los valores de “Nombre de perfil” de la subsección Definición de perfil de borde …22; configuraciones que 21 22

Este valor ha sido calculado usando las fórmulas de la Figura N° 2.03. Los puntos suspensivos representan el lado del borde del perfil examinado.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) interactuarán con el tipo de transición que se le dé a la pendiente transversal desde eje; luego Aceptar. De vuelta en la ventana Crear intersección – Detalles de geometría y estando en la subsección “Perfiles de desfase y de empalme de intersección”, aún nos falta configurar el valor de la opción Parámetros de perfil de empalme de intersección, así, Click allí; luego, en la subventana Parámetros de perfil de empalme de intersección, permitirá configurar el tipo de empalme que tendrá la intersección con respecto a su elevación relativa, alargando el Perfil de empalme de intersección en la sección del mismo nombre de la subventana; para este caso elegimos el valor de No a las opciones de Alargar perfil de carril de entrada y Alargar perfil de carril de salida, para no generar mayores desarrollos, siendo arbitrario definir una longitud de alargamiento23, acción que se repetirá para ambos lados de la intersección (Cuadrantes); luego Aceptar > Siguiente >. Posteriormente, en la sección Regiones de obra lineal, activamos la casilla Crear obras lineales en el área de intersección, eligiendo añadir la obra lineal a la obra lineal existente, opción ubicada en la sección del mismo nombre, y en Tipo de sección de región de obra lineal, escogemos los subensamblajes analizados anteriormente con el ícono (

), quedando el resto de valores y

configuraciones como se muestra en la siguiente imagen:

23

Dicha longitud de alargamiento dependerá de las condiciones de visibilidad acorde al triángulo de visibilidad antes mencionado.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Como paso final, quedará dar Click en Crear intersección > Continuar utilizando estos perfiles, quedando la intersección configurada tal como se muestra en la siguiente imagen:

Al analizar la intersección obtenida, podemos observar que la obra lineal existente, se superpone con la intersección en algunos tramos; por lo tanto, como primer paso para mejorar la presentación de la intersección, será la de arrastrar las subregiones de obra lineal de ambas carreteras, hacia los puntos de contacto creados por la intersección. El siguiente paso será, mejorar las frecuencias de obra lineal, para ello, vamos al Espacio de Herramientas > Prospector > Obras lineales, Click derecho sobre Corredor Vía Principal > Propiedades… y de igual forma que para la fusión de ambas alineaciones en una sola obra lineal, seleccionamos la opción Establecer todas las frecuencias y configuramos el valor de 10.000m, para los incrementos en Tangentes, Curvas, Espirales y En curvas de perfil, luego Aceptar. Adicionalmente, habrá que cubrir el vacío que se encuentra ubicado al lado derecho de la vía principal, en donde, dicho vacío es generado, porque, Civil 3D, supone interceptar los carriles con la entidad de alineación horizontal más próxima, por lo cual, en algunos casos reconoce al desfase del lado de la alineación hacia donde se proyecta la intersección como objeto de intersección; y en el peor de los casos, solo dibuja los taludes de explanaciones (Taludes de Corte y Relleno), sin reconocer talud de proyección de carril alguno; entonces, habrá que identificar acertadamente hacia donde debería proyectarse los carriles de esta zona de conflicto. Por lo general, esta área vacía, está dominada por la intersección de dos componentes de desfase, dominada por el eje de cada carretera. Por lo tanto, habrá que proyectar sobre ellas los carriles de esta área. Así, de vuelta en la ventana Propiedades de obra lineal – Corredor Vía Principal podemos reconocer que el programa ha creado varias subregiones de obra lineal, resultante de la interacción de cada Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) sector en el cual se desarrolla la intersección en función del número de sub-ensamblajes usados; entonces, como primer paso será reconocer la zona en la cual estamos teniendo el problema de diseño de obra lineal, las cuales se las puede identificar al inspeccionar cada subregión creada, la que a su vez generará en el espacio modelo un contorno de color azul, tal como se muestra en la siguiente imagen:

Identificada, la subregión afectada, damos Click en el ícono (

) de la intersección de la

misma con el valor de Objetivo, acción que despliega la ventana Asignación de objeto, y nos ubicamos en la sección Objetos de anchura o desfase y podemos reconocer que tiene como valor de “Alineación de anchura”: **Varia**,

lo

interactuando

que con

implica varias

que

está

entidades

de

alineación, sin embargo, como ya hemos visto anteriormente, están mal definidas. Para poder definirlas correctamente, damos Click en **Varia**, que desplegará la ventana Definir objetivo de anchura o desfase, y en la cual borramos todas las entidades de objeto existentes con el ícono ( alineaciones

de

correspondientes Principal

y

) e insertamos las

intersección

de

carril

(Alineamiento

Vía

Alineamiento

3D

–

ACI)

eligiendo cada valor en la sección “Seleccione Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) alineaciones:” y luego Click en Añadir>>, quedando dicha ventana configurada tal como se muestra en la imagen del costado derecho de la página anterior; luego Aceptar > Aceptar. De igual forma se procederá a identificar la otra área de conflicto, teniendo en cuenta siempre la proyección de la intersección de carril, que para este caso coincide con los alineamientos existentes. Adicionalmente, se puede cambiar las frecuencias de la obra lineal en conjunto para tener una mejor presentación; así, luego de reconfigurar el valor de todas las frecuencias a 5.000m y dar Click en Aceptar, dará la siguiente configuración de presentación de la intersección:

La misma, que luego de ser puesta en el Visor de Objetos se presenta en 3D de la siguiente forma:

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) 2.3.

Estilos y Etiquetado de Intersecciones.

Configurar correctamente los estilos y etiquetado de entidades en Civil 3D, hasta ahora, por lo general está ligado a la modificación de las propiedades visuales que se presentan para la presentación final, acorde al tipo de proyecto y en referencia a una escala adecuada; sin embargo, para el caso de las intersecciones, éstas no tienen mucha incidencia en la visualización final, es más, en cierta forma se puede decir que dificulta su correcta visualización, por ello, solo bastará ocultar las propiedades definidas por defecto, por el simple hecho, de que no hay una buena probabilidad de usarlas a mediano o largo plazo. Además, dichas modificaciones surgirán efecto tanto para el modelamiento de intersección en 2D y en 3D. Así, para quitar las propiedades visuales en la intersección, vamos al Espacio de Herramientas > Configuración > Intersección > Estilos de intersección y Click Derecho sobre Basic > Editar…, así, en la ventana emergente Estilo de intersección – Basic, nos ubicamos en la pestaña Visualización y desactivamos la visibilidad de la componente Marca, luego, Aplicar > Aceptar. De manera similar ocultamos las etiquetas de ubicación de intersección, entonces, vamos al Espacio de Herramientas > Intersección > Estilos de etiqueta > Estilos de ubicación de intersección, Click Derecho sobre Basic > Editar…; ahora en la ventana Creador de estilo de etiqueta – Basic, nos ubicamos en la pestaña General y ocultamos la Visibilidad de etiqueta de la sección “Etiqueta”; luego, Aplicar > Aceptar. Realizadas las acciones anteriores, las intersecciones en 2D y 3D quedarán configuradas tal como se muestran en la siguiente imagen:

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) 2.4.

Edición de Intersecciones.

2.4.1. Edición de Intersecciones en Planta (2D) La edición de los parámetros de diseño que se realicen en planta, para el caso de las intersecciones en 2D, se aplicarán para la edición de las intersecciones en 3D, con la diferencia de que la edición en 3D, implica que dichas intersecciones interactuarán con los perfiles longitudinales, los ensamblajes y sub-ensamblajes y su concepción final de una obra lineal. Ahora, editaremos las intersecciones en 2D, previamente trabajadas. Para la primera intersección en T, la modificaremos utilizando un ramal de giro, debido a que por la disponibilidad de espacio no se podrá diseñar una intersección canalizada; entonces, en base a la Sección N° 502.08.01, supondremos, el caso de que los giros independientes por carril, tendrán un tránsito sin posibilidad de que el vehículo que se detenga, sea adelantado por un segundo vehículo (CASO I) y que en la intersección, la frecuencia de circulación de los vehículos pesados varía entre 5% a 25% del tránsito total, con poca afluencia de vehículos articulados (CASO B); en consecuencia, entrando a la Tabla N° 502.07, con un radio de giro de 15.00 m. (Adoptado anteriormente), e interceptando el Caso I y con característica de tránsito tipo B, tenemos, un ancho de calzada: 5.50 m. Además, para que la intersección tenga una correcta transición, primero analizaremos la necesidad de una longitud de transición total: LT24, para un carril de aceleración, la cual servirá para analizar los diferentes casos para la adopción de un carril de deceleración. Entonces, al analizar la Tabla N° 502.09, podemos observar que el valor de (L T) está regido para velocidades superiores a 60 km/h, por lo tanto, asumiremos como valor mínimo, el que resulte de interceptar el mismo, con la velocidad de operación del carril secundario (Asumiendo: Vr =30 km/h), así, tenemos un valor de LT = 75.00 m. Con este valor, procedemos a analizar en qué caso se encuentra el desarrollo del carril de deceleración; como primer paso, analizamos la Figura N° 502.19, y tomando la velocidad más baja (VC=50 km/h), tenemos LC=50.00 m, por consiguiente, LD podría tomar dos valores; el primero igual al complemento para ser igual a LT, que será igual a: LD=25.00 m; o el de interceptar la pendiente de entrada (Asumiremos un valor igual a -2 %) y la tangente de la velocidad de entrada del carril secundario (Vr =30 km/h), que genera un valor de LD=7.00 m; por lo tanto, asumiremos el mayor valor encontrado para la Longitud de Deceleración. Habiendo obtenido los valores necesarios para efectuar los cambios propuestos anteriormente, vamos al Espacio de Herramientas > Prospector > Intersecciones, Click Derecho sobre Intersección – VSI > Editar parámetros de empalme de intersección…25, acción que despliega la ventana de

24

LT=LC+LD; Donde: LT, es la Longitud total de Transición; LC, es la Longitud de la Cuña y LD, es Longitud de Deceleración. 25 Elegimos editar este parámetro, debido a que la opción anterior al dar Click Derecho sobre la intersección (Editar parámetros de desfase…) la hemos conceptualizado utilizando los desfases existentes; sin embargo, se podría editar su configuración sin ningún inconveniente.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) edición

Parámetros

de

empalme de intersección – Intersección – VSI, en la cual seleccionamos las opciones Ensanchar carril segregado para carretera de entrada y Ensanchar carril segregado para carretera de salida; ahora

en

las

diferentes

secciones presentes en esta ventana,

podemos

modificar

el

nombre

asignado al cuadrante de intersección, así como el tipo

de

empalme

transición

de

de

curvatura

elegido anteriormente en las secciones

“Detalles

de

cuadrante de intersección” y “Parámetros de empalme de

intersección”

respectivamente; las cuales las dejamos configuradas tal cual

están;

desplegamos

ahora, la

“Ensanche

en

entrada”

y

opción

carril

de

pestañas

“Detalles de transición” y “Detalles

de

ensanchamiento” configurando los parámetros y valores encontrados anteriormente (Ver imagen del costado derecho) los cuales se irán modificando interactivamente en el espacio modelo y cuyos conceptos serán reforzados en clase. De manera similar configuramos los mismos parámetros (si es que se diera el caso), para el ensanche en carril de salida. También configuraremos el siguiente cuadrante existente, al hacer dar Click en Siguiente >>, y configurar los parámetros antes mencionados, para finalmente cerrar la pestaña de edición de empalme de intersección, quedando la intersección configurada tal como se muestra a la izquierda la página siguiente. Para el caso de la intersección en cruz (Intersección - VSII), estando emplazada en la misma vía principal que la intersección en T y por ser conceptualizada con los mismos parámetros, la editaremos con las mismas modificaciones que se hicieron para la intersección en T. Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Así, los cambios efectuados para la intersección en cruz (+) se pueden visualizar en la parte derecha de la siguiente imagen.

Al observar la imagen anterior, se visualiza que los desfases de intersección no se acoplan a los desfases existentes, sin embargo, si asimilan su comportamiento a lo largo de su trayectoria, por lo que, fue acertado elegir los desfases existentes para su concepción; y en donde la presentación final de la intersección podría ser editada luego de ser exportada en AutoCAD, pudiendo uniformizar el ancho de los carriles de deceleración que se encuentra al lado derecho entre ambas intersecciones, dando una sola transición lineal. 2.4.2. Edición de Intersecciones en Planta y Elevación (3D) La edición de los parámetros de desfase y empalme de intersección para las intersecciones en 3D, son manejables al igual que las intersecciones en 2D. Así, para el caso de intersección en Y, no se podrá realizar muchas ediciones, por lo que, sus parámetros de diseño están obedeciendo

valores

de

transiciones

mínimas, que se ajustan perfectamente a las

condiciones

de

contorno

y

de

transitabilidad del ingreso a la cantera. Adicionalmente, se puede mencionar los parámetros de edición en elevación que no han sido analizados en el ítem anterior, así, al dar Click Derecho sobre: Intersección 3D – Y, se muestran las opciones que se ven en la imagen del costado derecho. Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) A continuación, se describen las opciones más principales de edición de las intersecciones: ❖

Propiedades…; aquí se podrá redefinir el nombre de la intersección, cambiar el estilo de objeto de intersección en la pestaña “Información” y cambiar la prioridad de las alineaciones en la pestaña “Detalles de intersección”.

❖

Editar parámetros de desfase...; opción que modifica las propiedades de las líneas de desfase, pudiendo alternar su creación en conformidad con la interacción de los desfases existentes o definiendo nuevos valores.

❖

Editar parámetros de empalme de intersección…; opción que modifica las transiciones de entrada, salida y longitudes de carril segregado para la entrada y salida; y cuyos parámetros fueron explicados y modificados en el Ítem 2.4.1.

❖

Ajustar perfil de carretera secundaria; aquí, se podrá reconfigurar el ajuste de los perfiles de desfase usados para la transición que hay entre la vía secundaria y la vía principal, pudiendo transicionar estos valores paulatinamente, ajustar el uso de una pendiente máxima y un cambio de pendiente máxima (i MÁX. de entrada y que es similar al valor definido en el Ítem 2.1.2.1.12 del presente texto); además, podemos elegir el tipo de ajuste de distancia para la pendiente que se proyecta sobre la vía principal, pudiendo elegir un valor determinado para ajustar una distancia vertical específica.

❖

Editar parámetros de talud de carril…; en esta opción, se puede reconfigurar los perfiles longitudinales de la transición de los desfases usados, pudiendo crear nuevas subrasantes para el talud del carril transicionado, o usar las subrasantes de las vías existentes (Siempre y cuando las variaciones de velocidades no impliquen usar valores de peraltes considerables que afecten el comportamiento transversal de la transición.

❖

Editar reglas de perfil de empalme de intersección…; al igual que las transiciones en planta, aquí se podrá configurar un valor en específico de un tipo de transición vertical o alargamiento en elevación, que se podrá definir a las transiciones de entrada y de salida, para ambos lados de la transición, acorde a cada cuadrante existente.

❖

Actualizar regiones y regenerar obra lineal; opción que regenera manualmente la interacción de la intersección, con el modelo de obra lineal generada y en función de los cambios que se apliquen a partir de su creación.

❖

Actualizar regiones automáticamente; a diferencia de la opción anterior, esta regenerará automáticamente cada edición que se haga de la intersección.

❖

Volver a crear regiones de obra lineal…; en el caso de no haberse definido correctamente los ensamblajes y sub-ensamblajes de la intersección, aquí podremos encontrar la solución a este problema, pudiendo además elegir nuevos ensamblajes y sub-ensamblajes, separar la intersección de la obra lineal existente al crear una nueva obra lineal y seleccionar

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) adecuadamente la proyección de la misma sobre una superficie base o proyectarla sobre otra superficie base. ❖

Seleccionar; selecciona el punto específico de la intersección.

❖

Zoom a; acerca el visor del espacio modelo a la zona en específico de la intersección.

❖

Encuadrar; enmarca el visor del espacio modelo a una zona más amplia de emplazamiento.

❖

Renovar; opción sin mucha incidencia sobre el comportamiento de la intersección.

Adicionalmente, se puede editar la primera mitad de los parámetros antes mencionados por separado, en función de cada alineación y de cada cuadrante generado por la intersección, teniendo los mismos resultados requeridos. 2.5.

Descripción de Óvalos.

2.4.1. Consideraciones Generales. El uso de Óvalos, también conocidos como Glorietas o Rotondas, en proyectos viales, presentan una de las mejores alternativas de solución para volúmenes de tránsito similares en todos sus ramales de acceso, presentando el menor número de puntos de conflicto, en comparación a las intersecciones canalizadas y no canalizadas, por el simple hecho, de que el tráfico es gobernado por la trayectoria alrededor de un anillo vial (isla central) y cuyo ejemplo se muestra en la siguiente imagen.

Figura N° 2.17: Esquema básico de una intersección tipo rotonda o glorieta. Fuente: DG-2014.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Pueden disgregarse múltiples soluciones a partir de la concepción original, pudiendo dividir a la isla central en uno o más diagonales, siempre y cuando se tenga el espacio necesario y sea vialmente funcional; así, la Figura N° 2.18, muestra un claro ejemplo de este tipo de concepción.

Figura N° 2.18: Solución Vial Mariano Otero – López Mateos. Fuente: Secretaría de Infraestructura y Obra Pública (SIOP) – Gobierno del Estado de Jalisco – México.

En algunos casos en que la incidencia de la glorieta sobre la transitabilidad peatonal es muy marcada y se tenga el presupuesto necesario se opta por proyectar intersecciones a desnivel para peatones, siguiendo el trazo original de la glorieta; así la Figura N° 2.19, muestra un claro ejemplo en China.

Figura N° 2.19: Configuración de Glorieta Especial para Peatones en China. Fuente: www.bcnvial.com.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) 2.4.2. Criterios de Diseño. El diseño de las Glorietas va acorde a un estudio detallado del tráfico en todos los ramales de entrada, obteniendo de aquí los datos necesarios para poder analizar la capacidad de la misma y las dimensiones de las secciones de entrecruzamiento según lo estipula la Sección N° 502.13.02 de las DG-2014. Dicho cálculo se establece según la fórmula de Wardrop, y obedece un patrón de diseño acorde a la Figura N° 2.20.

Figura N° 2.20: Elementos contenidos en la fórmula de Wardrop. Fuente: DG-2014.

Ahora, para el cálculo de la sección de entrecruzamiento se utiliza la siguiente fórmula (Especificada en las DG – 2014).

QP =

[160W (1 + (1+

W ) L

e )] W

Además: e=

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(e1+e2) 2

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Donde: QP

:

Capacidad de la sección de entrecruzamiento, como tránsito mixto

(vehículos/hora) W

:

Ancho de la sección de entrecruzamiento (m)

e

:

Ancho promedio de las entradas a la sección de entrecruzamiento (m)

e1, e2

:

Ancho de cada entrada a la sección de entrecruzamiento (m)

L

:

Longitud de la sección de entrecruzamiento (m)

La adopción de valores que se apliquen a las fórmulas anteriores, va acorde a las dimensiones recomendadas en la Tabla N° 502.14 (Criterios de diseño geométricos de rotondas) y que deberán ser analizadas a detalle. Además, se debe considerar usar valores mínimos para las áreas designadas de las islas direccionales, las cuales según normatividad tienen que tener como mínimo entre 4.50 m² y 7.00 m²; dichas áreas son independientes de las bermas y/o estructuras que las circunscriban si es que se presentase este caso. Para el diseño de los ramales de entrada y salida, se debe aplicar las mismas consideraciones estipuladas para las intersecciones canalizadas en función de la Velocidad de Diseño, según lo estipula las DG - 2014 2.6.

Creación de Óvalos.

2.6.1. Consideraciones Previas. Se debe saber que, Civil 3D no proyecta directamente óvalos o glorietas en 3D, estando supedita su creación indirecta siguiendo los procesos expuestos para el caso de las intersecciones en 3D, a partir de las transiciones obtenidas del diseño en 2D; perfiles longitudinales de las transiciones y ensamblajes y sub-ensamblajes que se adecuen a la geometría de la glorieta y de las transiciones de entrada y de salida; por lo tanto, el diseño que se tenga en 2D, debe en lo posible ser el final, para evitar realizar trabajos innecesarios. Ahora, siguiendo la metodología empleada hasta ahora, usaremos el emplazamiento generado en la intersección en Cruz (+), desarrollada en el Ítem N° 2.3.1; con los parámetros de diseño y serviciabilidad antes descritos, para la proyección de un óvalo y cuyos parámetros generales de diseño se obtendrán analizando detalladamente las componentes principales del emplazamiento. 2.6.2. Concepción Directa de la Creación de Óvalos. El primer paso para plasmar el óvalo en planta, será reconocer todos los elementos necesarios de diseño y aplicarlo adecuadamente en el cálculo de la longitud mínima de entrecruzamiento. Para calcular el valor de e1 (Ancho normal de la calzada libre de interrupciones por islas), en base a la Sección N° 502.08.01, debemos analizar en qué tipo de caso se encuentra el tránsito sobre la sección

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) de entrecruzamiento; así, sabemos que, en estos tramos, la intersección se comporta como una vía de dos carriles con tránsito en ambos sentidos (CASO III); así mismo, por dicho cruce transitarán vehículos del tipo pesado con mucha frecuencia, sobrepasando el 25% del tránsito total (CASO C); en consecuencia, entrando a la Tabla N° 502.07, con un radio de giro de 40.00 m. (Radio interior mínimo de salida en función de la sección de entrecruzamiento), e interceptando el Caso III y con característica de tránsito tipo C, tenemos, un ancho de calzada: 10.20 m. El ancho de entrecruzamiento (W) se calcula de analizar el tipo de isla de canalización mayormente usado para las glorietas, en donde, este tipo de isla es frecuente para encauzamientos direccionales y para dirigir movimiento de tránsito y giros; entonces con la ayuda de la Figura N° 502.27 de las DG-2014, se tiene que el ancho mínimo entre la isla y la existencia o no de una berma es de 0.50 m; por lo tanto, W=10.20 + 0.50 = 10.70 m. El ancho de entrada de la sección de entrecruzamiento (e2), vendrá a estar dada por el máximo valor que se encuentre, entre la mitad de la vía de mayor ancho que cruza por la intersección (Vía de ingreso al patio de máquinas: 4.35 m) o el del análisis del comportamiento de dicho tramo en función a su transitabilidad, para este caso, usamos la Sección N° 502.08.01, y podemos decir que en esta intersección en particular se transitará por un solo sentido a la entrada o salida, sin posibilidad de adelanto, debido a que el tipo de cruce está destinado a camiones 8x4, con alta incidencia a tener accidentes por malas maniobras, por lo tanto nos encontramos ante un CASO I; luego, como transitarán en su mayoría vehículos pesados, sobrepasando el 25% del tránsito total (CASO C); en consecuencia, entrando a la Tabla N° 502.07, con un radio de giro de 40.00 m., e interceptando el Caso I y con característica de tránsito tipo C, tenemos, un ancho de calzada: 5.20 m. También consideraremos un tránsito frecuente, entre camionetas, vehículos de transporte de personal y camiones 8x4, entre otros, igual a: 90 vehículos/hora (QP); y luego de despejar el valor de L de la fórmula de Wardrop, tenemos un valor de 0.34 m.; sin embargo, debemos cumplir con la relación W/L, recomendada que especifica la Tabla N° 502.14 de las DG-2014, así tomando el límite superior igual a 0.40, y despejando el valor de L, tenemos: 26.75 m. Para encontrar el valor del diámetro de la isla central, utilizaremos el valor mínimo del círculo inscrito, que es igual a 50.00 m y le restaremos el valor numérico de 2W, así, tenemos un valor de 28.60 m, valor que supera al mínimo estipulado igual a 25.00 m. Teniendo ya la mayoría de los parámetros básicos, para el diseño del óvalo y/o glorieta, vamos a introducir estos valores en Civil 3D; para ello, vamos a los Botones de grupo, y nos ubicamos en la sección Crear diseño y desplegamos el ícono Intersecciones (

) y Click en Crear glorieta; ahora

en la barra de herramientas, se pide Precisar el centro de la glorieta26, luego se nos pedirá designar el primer ramal de acceso27, designándolo adecuadamente con un Click, de manera similar

26

El centro de la glorieta y/o óvalo, no siempre es el centro geométrico resultante de la intersección de las vías que se cruzan, pudiendo elegir una ubicación arbitraria en función de la disponibilidad de espacio y acorde a las condiciones de entorno que se encuentren en la zona, demandas de tráfico y según los ángulos ideales que se subtiendan a la entrada y salida de la misma. 27 Por lo general el primer ramal de acceso es la vía principal.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) seleccionamos el siguiente u otro carril de acceso cuando se pida especificarlo┘, acción que desplegará la ventana emergente Crear glorieta – Vía de circulación y la configuramos con los valores y parámetros28 que se muestran en la siguiente imagen:

De la imagen anterior, C-ROAD-OVALO (Es una Capa Nueva, previamente creada, de Color Blanco y Grosor de Línea igual a 0.15mm); además, se puede predefinir y guardar estos valores por defecto, al hacer Click en el ícono

, que se podrá cargar fácilmente al buscarlo en la sección

Parámetros predefinidos para importar, para próximas creaciones de glorietas; luego Click en Siguiente >. 28

Los valores no contemplados y presentados en esta ventana de edición, serán reforzados y analizados en clase.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) En la ventana Crear glorieta – Ramales de acceso, configuramos los valores que se muestran a continuación para el caso del Acceso sur a norte (Vía Principal):

En la imagen mostrada anteriormente, se configura las transiciones de entrada y salida de ambos ramales, por lo cual, en algunos casos, se puede especificar el tipo de alineación de ramal de acceso: Acceso de sur a norte (Vía Principal de entrada, solo para este caso) y Acceso de este a oeste (Vía Secundaria de entrada, solo para este caso) y personalizar su tipo de transición para cada acceso, al dar Click en Siguiente >> de la sección 2 alineaciones de ramales de acceso seleccionadas. Para este caso, uniformizamos todos los valores para ambos ramales, Click en Aplicar a todo, modificando solo el ancho de los carriles de abandono de 3.50 a 4.35, y el “Prefijo de nombre de alineación:” por Acceso – 3D – API – II, para el Acceso de este a oeste, luego Click en Siguiente >. Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) En la ventana Crear glorieta – Isletas, configuraremos los valores que se muestran en la siguiente imagen:

De manera similar de la ventana de edición de ramales de acceso, se puede configurar distintos valores para los ramales principales o para los ramales secundarios, siendo arbitrario uniformizar valores. Para este caso, uniformizaremos los valores para ambos ramales para tener una geometría simétrica, entonces Click en Aplicar a todo. Luego, para pasar a la siguiente y última ventana de edición, damos Click en Siguiente >, acción que despliega la ventana Crear glorieta – Marcas y señales, y en donde se configurará toda la Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) señalización horizontal y vertical que deberá tener la intersección del tipo glorieta, pudiendo personalizar diferentes bloques de AutoCAD al dar Click en el ícono (

) de la sección “Señales” o

elegir los predeterminados que vienen cargados por defecto. Además, dichas señalizaciones obedecen a un estudio a detalle de las señalizaciones que deberán existir en la intersección de canalizada, por lo tanto, cada dimensión estipulada para cada bloque, desfases, altura del poste, anchura29, escala, longitudes directrices, separación, etc., deberán ser reconfiguradas luego de haber creado el óvalo, independiente de los ramales de acceso; pudiendo uniformizar estas configuraciones para los ramales existentes al dar Click en Aplicar a todo, si es que se diera el caso. Finalmente, Click en Finalizar, para crear el óvalo, el cual se visualizará tal como se muestra a continuación:

Como se observa en la imagen anterior, Civil 3D diseña directamente la canalización circular y/o anillo, las transiciones de los ramales de entrada, las islas direccionales y la señalización por cuadrante; por lo tanto, habrá que añadir los otros dos ramales que faltan ya sea uno por uno o los dos en conjunto. 2.6.3. Análisis de la longitud de entrecruzamiento resultante. Para añadir las transiciones de los dos ramales faltantes, primero habrá que analizar que la longitud de entrecruzamiento es la adecuada, que, para este caso, deberá ser mayor a 26.75, entonces, al medir

29

Cambiar los valores de Anchura a 0.15 de las componentes Borde exterior, Borde de isleta y Línea central de la sección “Marcas viales”

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) la distancian entre los extremos de las islas direccionales creadas, tenemos un valor de 24.94 (Ver imagen), por lo tanto, habrá que aumentar la dimensión del círculo inscrito:

Ahora, al analizar la imagen anterior, se puede distinguir que la longitud de entrecruzamiento depende directamente de la magnitud del círculo inscrito; sin embargo, al no existir una norma que regule adecuadamente el valor que deberá tener en las DG-2014 y poder manejar adecuadamente una variación paulatina de estos valores, utilizamos la normatividad más próxima y parecida a la existente en el Perú. Dicha solución viene de usar los parámetros de diseño estipulados en los Manuales Técnicos Para El Diseño de Carreteras, de la Administradora Boliviana de Carreteras; que contempla valores más flexibles para diferentes tipos de tránsito, y que se puede ubicar en la Sección N° 6.4.7, clasificando 03 tipos principales de rotondas, los mismos que deberán ser usados concienzudamente acorde a la adopción de correctos parámetros de control vial. Así, la Tabla N° 6.4-27 del mencionado manual, estipula usar distintos valores para el radio exterior del círculo inscrito, los mismos que fluctúan desde 28.00 m hasta 36.00 m, para un vehículo de diseño, del tipo: Semirremolque Corriente, que tiene dimensiones mucho mayores a las de los vehículos de diseño definidos para la creación de ambas vías y que será parte de la concepción final del óvalo a desarrollarse en el Ítem 2.8. Sin embargo, el valor del nuevo radio y/o diámetro del círculo inscrito en ningún momento debe subtender longitudes de entrecruzamiento mayores o iguales al obtenido de usar el límite superior (0.25) de la relación W/L, luego al despejar L, tenemos un valor máximo de longitud de entrecruzamiento igual a: 42.80, ya que, al tener excesivas áreas pavimentadas, conlleva a tener falsas perspectivas de la transición adecuada a lo largo de la canalización. Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) 2.7.

Estilos de Óvalos.

Los estilos de etiqueta de las glorietas, son los estilos de visualización de alineación que podrán usarse para mejorar las propiedades visuales de las trayectorias principales de las glorietas (Isla central, transiciones centrales y exteriores de entrada a la glorieta y el círculo inscrito); las mismas, que pueden reconfigurarse adoptando un estilo adecuado de alineación acorde con el tipo de presentación final; sin embargo, estando dirigido este documento a tener un óvalo modelado en 3D, la incidencia que los estilos visuales tengan sobre este modelamiento, no representará mayor complicación, por lo que, dejamos configurado por defecto los estilos definidos con anterioridad (Offsets Carreteras) 2.8.

Edición de Óvalos.

2.8.1. Concepción Inicial de Edición Como ya se mencionó anteriormente, los parámetros de creación de los óvalos, pueden modificarse, luego de haberse definido la glorieta; sin embargo, su modificación debe realizarse seleccionando la isla central o el círculo inscrito resultante de la creación de la glorieta, debido a que, no existe una manera directa de realizarlo accediendo desde el Espacio de herramientas > Prospector en Civil 3D. Para modificar la glorieta y adecuarla al segundo caso descrito en el Ítem N° 2.6.3., seleccionamos la isla central30, luego nos ubicamos en los Botones de grupo, sección Modificar glorieta y seleccionamos Editar glorieta, acción que pedirá designar la glorieta, valga la redundancia, seleccionamos la isla central y automáticamente volvemos a visualizar la ventana Crear glorieta – Vía de circulación, que teníamos al inicio de la creación de la glorieta. En esta ventana cambiamos el valor del Radio exterior a 30.8031; luego, Siguiente >. El mismo proceso, se puede seguir para editar los valores de las ventanas Crear glorieta – Ramales de acceso, Crear glorieta – Isletas y Crear glorieta – Marcas y señales, para definir nuevos parámetros de diseño, si es que se requiriesen, pudiendo uniformizar valores con la opción Aplicar a todo >, ahora, Click en Finalizar, para visualizar los cambios realizados. Inmediatamente, procedemos a verificar el nuevo valor obtenido de la longitud de entrecruzamiento, que, para esta vez, tiene una dimensión de 31.41 m, valor que está dentro de los rangos recomendados. Ahora, antes de seguir con la edición, también eliminaremos la plazoleta de estacionamiento ubicada al inicio de la progresiva 03+740.00, para acoplar los desfases existente y transiciones de la glorieta de mejor forma. Para añadir las transiciones faltantes, podemos hacer una múltiple selección para diseñarlos a la vez, o también seleccionarlos por separado y analizar su comportamiento unitario. Para este caso, 30

El círculo visual de la isla central está definido por el círculo más concéntrico existente en la zona de emplazamiento. 31 Valor intermedio obtenido de la Tabla N° 6.4-27, de los Manuales Técnicos Para El Diseño de Carreteras, de la Administradora Boliviana de Carreteras.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) sectorizaremos el trabajo para analizar el comportamiento de cada uno y tomar una decisión final de diseño antes de modelar la glorieta en 3D. A continuación, diseñaremos la transición de entrada hacia la glorieta de la vía principal; vamos a los Botones de grupo, sección Crear diseño, desplegamos el ícono Intersecciones (

) y Click en

añadir acceso; ahora, en la barra de comandos se pedirá especificar el área circular, así designamos la Isla central, luego el ramal de acceso┘, acción que desplegará la ventana Crear glorieta – Ramales de acceso; y la configuramos con los valores y opciones que definimos al inicio de la creación de la glorieta, así mismo, nombramos al acceso añadido como Acceso – 3D – API – III al nombre de la sección “Prefijo de nombre de alineación:”; luego Siguiente >. De igual manera en la ventana Crear glorietas – Isletas, configuramos los parámetros antes descritos; luego Siguiente >. Similarmente, cambiamos las configuraciones y valores de la ventana Crear glorieta – Marcas y señales, antes definidos y luego Finalizar. Acciones que modifican la glorieta tal como se muestra en la parte superior de la página siguiente:

Esta acción se repite en función al número de accesos requeridos para el diseño del óvalo. Así, solo queda un ramal por interceptar con la glorieta, seguimos los mismos pasos antes descritos, nombrándola como Acceso – 3D – API – IV; además, reducir los valores de Longitud de ensanchamiento de salida: a 40, Longitud de ensanchamiento de entrada: a 40 y una Longitud mínima excepcional de 4032 en la sección Parámetros de triángulo de construcción respectivamente; acción que desarrolla el emplazamiento tal como se muestra en la imagen de la página siguiente. 32

Hemos adoptado estos valores, debido a que la vía de ingreso al piezómetro tiene baja confluencia de tránsito, por lo tanto, su influencia sobre el emplazamiento es insignificante.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO)

2.8.2. Concepción Media de Edición. A partir del emplazamiento de la glorieta en planta obtenido anteriormente, podemos idealizar una de tantas formas de solución de cómo modelar la intersección ovalada en 3D y acoplarlo a la obra lineal existente. La idealización de este tipo de intersecciones, asume el poder proyectar adecuadamente un modelo de obra lineal, que sea capaz de ensamblar las transiciones de entrada y de salida, con las alineaciones de cada vía principal, hasta la circunferencia exterior de la glorieta; por lo tanto, se tendrá que condicionar a cada sector y/o cuadrante del óvalo, de tal forma que trabaje en conjunto con las alturas respectivas de la subrasante existente y las elevación de cada transición en función al peralte o bombeo que domine el ramal de ingreso. Además, siendo la isla central una alineación, se podrá usar la misma para circunscribir una obra lineal que recorra toda la glorieta alrededor de sus 360° de desarrollo, teniendo como límite la circunferencia del círculo inscrito superior para proyectar solo el área pavimentada (Ancho W de entrecruzamiento). También se puede circunscribir un sub-ensamblaje para el área no pavimentada del círculo interior, anclando al ensamblaje anterior una componente, capaz de asimilar las propiedades visuales que se requieran para esta área. Así, el primer paso, será retroceder las frecuencias de cada subregión de obra lineal (De los 04 cuadrantes), hasta las nuevas ubicaciones de las transiciones de entrada hacia la glorieta33; visualizaciones que se muestran en la imagen superior de la página siguiente:

33

Se debe considerar la ubicación de los desfases de transición de ingreso a la glorieta, como los valores en donde se seccione la obra lineal.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO)

Ahora, generaremos los perfiles longitudinales de superficie (08) de cada segmento de transición de entrada y de salida, ordenándolos y denominándolos como: Perfil – 3D – Entrada / Salida …; (en donde, los puntos suspensivos representan la trayectoria que sigue: PDM, VPF, VPI o VHP34). Por ejemplo, la siguiente imagen muestra la alineación de transición (izquierda) que entra hacia la vía del patio de máquinas, con su respectivo perfil (derecha), denominado: Perfil – 3D – Entrada PDM:

34

PDM (Patio de Maquinas), VPF (Vía Principal Final), VPI (Vía Principal Inicio), VHP (Vía Hacia Piezómetro).

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) De igual forma, se procede a obtener y ordenar los siete perfiles de superficie restante, tal como se muestra en la siguiente imagen:

Ahora, analicemos la conducta que debe tener los ensamblajes y sub-ensamblajes, para conceptualizar una trayectoria correcta en el área de explanación de la glorieta (Ver Figura N° 2.21)

Figura N° 2.21: Concepción de un Óvalo en Base y Sub-Ensamblajes. Fuente: Elaboración Propia.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Como se puede observar en la imagen inferior de la página anterior, tenemos definidos los ensamblajes de las vías interceptadas, y los sub-ensamblajes de transición de lado derecho e izquierdo de la vía principal, ya que han sido trabajados para generar la intersección en Y. Ahora, nos falta generar un ensamblaje de revolución que sea capaz de adaptarse a las condiciones de la glorieta en todos sus 360°; dicho ensamblaje, deberá incluir sub-ensamblajes tanto para la zona de transición del ancho de entrecruzamiento; sub-ensamblajes para los taludes de corte / relleno para las zonas que no tengan contacto con las transiciones de entrada y salida; y sub-ensamblajes para la isla central y cuya punto de anclaje, está definido por la trayectoria que siga el círculo inscrito exterior. Sin embargo, aún nos falta generar las condiciones necesarias para crear el ensamblaje de revolución; por lo tanto, primero elaboraremos el perfil de superficie de la misma y analizamos su comportamiento con respecto al sentido (horario o anti-horario), así como, identificar el punto de inicio de la alineación. La siguiente imagen, analiza el comportamiento de la alineación del círculo inscrito (Izquierda), activando el rastreador de PK para todas las ventanas, con su respectivo perfil de superficie, denominado: Perfil – 3D – Círculo Glorieta (Derecha):

Con el rastreador de PK y teniendo seleccionada la alineación inscrita, se deduce que la glorieta tiene dirección en sentido horario, además tiene como punto de inicio, a la zona de tangencia de la transición de salida de la vía que viene desde el piezómetro. Ahora, crearemos un ensamblaje, denominado: Ensamblaje RE – Glorieta y que tendrá al lado izquierdo el sub-ensamblaje (A partir del CL) condicionante para proyección de taludes de corte / Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) relleno y que rellenará las proyecciones de explanación en corte y relleno para las zonas en donde no llegue los sub-ensamblajes de transición de carril de entrada y salida. También, se creará un ensamblaje, denominado: Ensamblaje RI - Glorieta, que contendrá al lado derecho a partir del centro de luz, los siguientes ensamblajes: Un Sub-ensamblaje de carril con las mismas propiedades del carril de la vía principal y de pendiente positiva hacia la derecha, con ancho igual a W/2+0.50; un Sub-ensamblaje de carril con las mismas propiedades del anterior, pero con pendiente negativa anclado a su derecha; un Sub-ensamblaje del tipo AceraUrbana de 1.00 m de ancho, pendiente horizontal, 0.15 m de profundidad y con punto de anclaje inferior; y finalmente un Sub-ensamblaje del tipo: CarrilBásico, con ancho igual a la longitud restante para completar el valor del diámetro inscrito usado, profundidad igual a 0.50 m, pendiente positiva igual a 5% y con punto de anclaje inferior. Ambos ensamblajes creados, se pueden visualizar en la siguiente imagen:

Contando con los ensamblajes necesarios para realizar la modelación final, solo quedará crear los respectivos perfiles de sub-rasante (09 Subrasantes: 08 por transiciones y 01 por revolución en la glorieta) de todas las alineaciones involucradas. Para hacer este proceso, será necesario primero analizar las cotas de subrasante de todos los puntos de intersección entre los dos ramales que entran a la glorieta y el círculo inscrito (04 puntos de contacto) y plasmarlos adecuadamente en el perfil de superficie de la glorieta existente. Al hacer un minucioso análisis del comportamiento de la glorieta en elevación, con las cuatro intersecciones de los ramales, definimos las siguientes cotas de subrasante (Subrasante 3D Glorieta), tal como se muestran en la imagen superior de la página siguiente: Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO)

Para analizar las subrasantes de las alineaciones de entrada y salida hacia la glorieta, será necesario analizar el comportamiento de las cotas de arranque de las transiciones en función de la cota central de la vía interceptada, y cuyo valor será igual al nivel de la misma, menos el desnivel que genere el peralte de la vía (Cota Inicial) Para obtener las cotas de elevación finales de cada subrasante, se analizará las cotas de contacto que tenga la alineación de transición en su punto final, y cuyo valor se determinará de la intersección en elevación con la subrasante antes mostrada (Cota Final): La Tabla N° 2.01, muestra las elevaciones iniciales y finales de las subrasantes de cada perfil de superficie: COTAS DE DISEÑO DE LA SUBRASANTE DE LAS TRANSICIONES ANCHO COTA PERFIL DE SUPERFICIE VÍA DE CONTACTO DEL PERALTE SUBRASANTE CARRIL Perfil – 3D – Salida PDM ALINEAMIENTO 3D - API - TRAMO II 2948.93 4.35 -2.50% Perfil – 3D – Entrada VPI VÍA PRINCIPAL - DIRECCIÓN SUR 2951.29 3.50 -2.50% Perfil – 3D – Salida VPI VÍA PRINCIPAL - DIRECCIÓN SUR 2951.29 3.50 -2.50% Perfil – 3D – Entrada VHP ALINEAMIENTO 3D - API - TRAMO I 2948.71 3.50 2.50% Perfil – 3D – Salida VHP ALINEAMIENTO 3D - API - TRAMO I 2948.71 4.29 -2.50% Perfil – 3D – Entrada VPF VÍA PRINCIPAL - DIRECCIÓN NORTE 2952.53 3.50 -2.50% Perfil – 3D – Salida VPF VÍA PRINCIPAL - DIRECCIÓN NORTE 2952.53 3.50 -2.50% Perfil – 3D – Entrada PDM ALINEAMIENTO 3D - API - TRAMO II 2948.93 4.35 -2.50%

DE ENTRADA Y SALIDA NOMBRE DE LA SUBRASANTE

COTA INICIAL

COTA FINAL

Subrasante 3D - Salida PDM Subrasante 3D - Entrada VPI Subrasante 3D - Salida VPI Subrasante 3D - Entrada VHP Subrasante 3D - Salida VHP Subrasante 3D - Entrada VPF Subrasante 3D - Salida VPF Subrasante 3D - Entrada PDM

2948.82 2951.20 2951.20 2948.80 2948.60 2952.44 2952.44 2948.82

2951.01 2951.13 2951.14 2951.02 2950.97 2950.84 2950.86 2950.99

Tabla N° 2.01: Cotas de subrasantes para el diseño de las transiciones de entrada y salida. Fuente: Elaboración Propia.

Con los valores iniciales y finales de las cotas de subrasante del cuadro anterior, procedemos a proyectarlas sobre los perfiles de superficie existentes, y cuyas modificaciones se muestran en la imagen superior de la página siguiente: Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO)

2.8.3. Concepción Final de Edición y Modelamiento en 3D de Óvalos. La modelación final del óvalo, dependerá de una correcta concepción de líneas base, que describan la trayectoria de las transiciones de entrada y de salida y del círculo inscrito con determinadas condiciones de contorno para su existencia; con sus respectivas regiones de obra lineal, definidas por el lado de transición que se trabaje y su respectivo ensamblaje. Primero, se generará líneas base de obra lineal por ramal de transición (08 en Total). Vamos al Espacio de herramientas > Prospector, Click Derecho sobre Corredor Vía Principal > Propiedades…, en la ventana Propiedades de obra lineal – Corredor Vía Principal Click en Añadir línea base, y la denominamos como BL - Glorieta – Sur – Derecha y seleccionamos la alineación de transición derecha, con el ícono (

), luego Aceptar; ahora nos ubicamos encima de la línea base

recientemente creada, Click Derecho Anadir región…, y la denominamos como SR – Glorieta – Sur – Derecha, con Ensamblaje de diseño: Ensamblaje – VP – Transición Derecha35, luego > Aceptar. En la intersección de la línea base con Perfil, seleccionamos el perfil de subrasante de la alineación de transición. En la intersección de la línea base con Frecuencia, modificamos la frecuencia de obra lineal a un valor de 2.000m36, desactivando las opciones de: En puntos de geometría de lineación, En puntos críticos de peralte, En puntos de geometría de perfil, En puntos altos o bajos, En puntos de geometría de objeto de desfase y Adyacente a inicio/fin de objeto de desfase > Aceptar. 35

Ensamblaje creado anteriormente para la concepción de la intersección en Y. Usamos esta frecuencia de obra lineal, para mejorar las propiedades visuales de la intersección en un modelo en tres dimensiones. 36

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90

Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) En la intersección de la línea base con Objeto, seleccionamos como “Superficie de objeto” a la Superficie Civil 3D – Nivel Intermedio, en la opción Alineación de anchura de la sección “Objetos

de

anchura

seleccionamos con el

o

ícono (

desfase”, )

las

alineaciones de proyección de desfase que ayudarán a contener la subregión de obra lineal, para este caso seleccionamos la alineación central de transición y el círculo inscrito,

luego

Anadir

>>,

quedando

establecida la ventana Definir objetos de anchura o desfase, configurada tal como se muestra en la imagen del costado derecho; luego, > Aceptar. Estando trabajando en la misma ventana, nos ubicamos en la opción Perfil de elevación externo, seleccionamos la alineación de la vía principal37 con el ícono superior

(

)

con

sus

respectiva

Subrasante, añadiéndola para que interactúe como alineación límite en planta y elevación; así Click en Añadir >> > Aceptar > Aplicar > Aceptar; quedando la primera subregión de obra lineal, configurada tal como se muestra a continuación:

37

Se escoge la vía sobre la cual se ha proyectado las transiciones de entrada y salida hacia la glorieta, debido a su interrelación con su subrasante.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) De igual forma, trabajamos el otro lado de la transición de salida, previamente habiendo creado un nuevo ensamblaje de transición, exclusivamente para la izquierda (Ensamblaje - VP - Transición Izquierda), definiendo correctamente su alineación base, objetos de desfase, perfiles externos de enlace y respectivas subrasantes de diseño, quedando el cuadrante Sur visualizado tal como se muestra a continuación:

Procesados todos los cuadrantes, tendremos las siguientes Líneas Base y Regiones de Obra Lineal:

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Las mismas que darán paso al siguiente emplazamiento:

El siguiente paso para obtener la visualización de la glorieta en 3D, será insertar los taludes condicionantes de corte/relleno en la obra lineal existente. Para ello, se tendrá que insertar una línea base y cuatro regiones de obra lineal, las mismas, que asimilarán un comportamiento por tramos para cada área externa libre aun sin diseñar. Vamos al Espacio de herramientas > Prospector > Obras lineales, Click Derecho sobre Corredor Vía Principal > Propiedades…, e insertamos una nueva línea base, denominada: BL – Glorieta Exterior, seleccionando como alineación de diseño al círculo inscrito y su respectiva subrasante: Subrasante 3D – Glorieta; luego insertaremos una región de obra lineal denominada Contorno Exterior – Sur, con ensamblaje de diseño: Ensamblaje – RE – Glorieta > Aceptar. Ahora, como las regiones de obra lineal externas de la glorieta, están definidas por las entradas y salidas de las transiciones hacia y en contra la misma, y cuyo comportamiento está delimitado por la existencia del círculo inscrito, el cual ha creado determinadas áreas de explanación en corte y relleno, quedando pequeñas áreas en blanco, exactamente en los puntos de contacto de las transiciones de entrada y salida, entonces, será necesario definir frecuencias de P.K. inicial y P.K. final, acorde a las áreas en donde se necesite rellenar estos espacios, por lo tanto, con el ícono (

)

seleccionaremos los puntos específicos en el espacio modelo en donde esté definido este tramo (Punto Inicial y Punto Final), teniendo en cuenta el sentido correcto de la alineación horizontal. Así, para el caso del vacío existente creado al Sur, el desarrollo de la región de obra lineal estará definido entre los tramos: 0+040.00 – 0+046.03. Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) También habrá que definir las frecuencias de obra lineal, asumiendo un valor general de 2.000m, y con las demás consideraciones antes mencionadas. En la intersección de la región de obra lineal con Objeto, definimos solo la superficie base, debido a que no tenemos condicionantes para la proyección de un carril en planta; luego Aplicar > Aceptar. De igual forma, procedemos a rellenar los 03 contornos externos de obra lineal (Oeste, Norte, Este) en orden y en sentido horario, quedando la glorieta configurada tal como se muestra en la siguiente imagen:

Finalmente, solo quedará insertar una línea base para definir la obra lineal que trabajará internamente revolucionando en sus 360° el área central libre (áreas de carriles, veredas y círculo interior central) y completar la modelación de la glorieta en 3D. Vamos al Espacio de herramientas > Prospector > Obras lineales, Click Derecho sobre Corredor Vía Principal > Propiedades…, e insertamos una nueva línea base, denominada: BL – Glorieta Interior, seleccionando como alineación de diseño al círculo inscrito y su respectiva subrasante: Subrasante 3D – Glorieta. Luego insertaremos una región de obra lineal denominada Contorno Interior, con ensamblaje de diseño: Ensamblaje – RI – Glorieta > Aceptar. Ahora, como no poseemos limitantes con respecto a tramos en la obra lineal, definimos las frecuencias de obra lineal, asumiendo un valor general de 2.000m, para uniformizar todas las subregiones de obra lineal creadas hasta ahora, y con todas las demás consideraciones antes mencionadas. Así mismo, no configuraremos para este caso la intersección de la región de obra Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) lineal con Objeto, por lo que no tenemos condicionante de explanación en corte/relleno, además de que la transición de revolución ha sido generada en función de medidas exactas para su concepción; entonces, Aplicar > Aceptar, quedando la glorieta configurada tal como se muestra a continuación:

También, podemos visualizar de mejor forma la superficie de obra lineal en general en planta del emplazamiento, ocultando la capa C-ROAD-CORR, dando la siguiente la explanación configurada tal como se muestra a continuación:

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) La que al ponerla en el visor de objetos se presenta de la siguiente forma:

2.8.4. Ediciones Adicionales de Óvalos (Carril Segregado) Se usan carriles segregados, cuando más del 50% de los vehículos que ingresan al óvalo por uno de sus ramas sale por la siguiente, o si se tiene una afluencia alta de tránsito en horas punta; los mismos que se usan con frecuencia zonas urbanas, por lo que, estos carriles permiten a los vehículos obviar el tener que ingresar al óvalo; así, la Figura N° 2.22, muestra un claro ejemplo en Alemania.

Figura N° 2.22: Óvalo con Carriles Segregados en Alemania. Fuente: TNR Ingeniería.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) La normatividad vigente en nuestro país no estipula el diseño directo de carriles segregados de giros a la derecha, sin embargo, podemos adoptar los principales parámetros de diseño de los carriles de aceleración, de deceleración y los ramales de giro, para estipular un diseño aproximado para adoptar un carril segregado. A continuación, describiremos las características particulares, para adoptar dos carriles de segregación. El primer carril de segregación conectará el inicio del tercer tramo de la vía principal y el segundo tramo de la vía de intersección (Vía hacia el patio de máquinas) y cuya transición será de este a oeste. El segundo carril de segregación conectará el segundo tramo de la vía de intersección antes mencionada, hacia el final del segundo tramo de la vía principal, con transición en dirección norte a sur. Ambos carriles de segregación, tienen el mismo comportamiento, comenzando por tener adecuadas longitudes de deceleración para la entrada al carril, tener un ancho adecuado en función de la vía más desfavorable (vía con mayor sección transversal o del resultado de un análisis del comportamiento del tránsito en el carril) y de una longitud mínima para entrar al carril de destino, siento en el peor de los casos que la vía de destino tenga mayor tráfico, por lo cual habrá que adoptar un carril de aceleración para su adecuado desarrollo. Ahora, tanto el carril de aceleración y el carril de deceleración, deberán estar unidos por un tramo de transición de sección uniforme, pudiendo unirlos con un tramo en tangente, o acoplar su geometría a la ya existente por el emplazamiento de la glorieta, por lo tanto, la mejor solución será unir ambos carriles por una transición en curva; así, a continuación, analizaremos cada uno de estos parámetros para tener un diseño en Civil 3D en planta. Como ya se ha analizado anteriormente, la normatividad de nuestro país no estipula uso de longitudes de deceleración para velocidades menores a 50 km/h, desde el carril de entrada (vía principal); a ello sumado que la longitud mínima total de transición (Longitud de Cuña + Longitud de Aceleración) para un carril de aceleración con una velocidad mínima estipulada de 60 km/h es de 75.00 m; por lo tanto, de este análisis se tiene una longitud de cuña igual a 50.00 m y una longitud de deceleración igual a 25.00 m38, que también será igual a la longitud de aceleración debido a la presencia de velocidades bajas entre ambos ramales a conectar. Para diseñar adecuadamente la transición entre carriles de aceleración y deceleración, primero debemos adoptar una longitud adecuada de transición en función de un radio (Radio interno de transición), que en ningún momento tiene que superponerse con el emplazamiento existente; dicho radio, vendrá ser resultante de un análisis minucioso para lograr dicho fin; además, de que el mismo debe ser mucho mayor al radio mínimo de la vía con mayor incidencia de tránsito (Mayor a 30.00 m para este caso), y a la vez que sea capaz de dar una buena perspectiva de visibilidad con respecto a los vehículos que entran y salen de la glorieta. 38

Este análisis se muestra detallado en el Ítem 2.4.1, de este texto.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Partiendo de las condiciones antes mencionadas y siempre y cuando sea factible, se podría asumir un radio mínimo de ramal de giro igual al 2RCI39; entonces del Ítem 2.8.1, tenemos RCI=30.80 m; por lo tanto, usaremos un valor de 61.60 m. El ancho del carril segregado, se hallará de la mínima dimensión entre el carril de mayor sección transversal (4.35 m, para el caso de la vía secundaria) y el de analizar el comportamiento del mismo con la Sección N° 502.08.01 y la Tabla N° 502.07 de las DG-2014; así, teniendo una alta incidencia de vehículos pesados mayor al 25% del tránsito total, que no serán capaces de adelantar a otro vehículo que se detenga y que transitan por un solo carril (Caso I y Caso C), con un radio que fluctúa entre 60.00 m y 80.00 m, tenemos, que el ancho del carril segregado será de: 4.90 m.; en consecuencia se usará este valor como anchura de carril de diseño. Para plasmar todo este diseño en Civil 3D, vamos a los Botones de grupo, sección Crear diseño, desplegamos el ícono Intersecciones (

) y Click en Añadir carril segregado; ahora, en la barra

de comandos se pedirá especificar la vía de acceso, así designamos el inicio del tercer tramo de la vía principal40; luego, también designamos como vía de salida, al segundo tramo de la vía de ingreso al patio de máquinas, acción que desplegará la ventana Dibujar carril exterior y lo configuramos con las opciones y valores que se muestran a continuación:

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RCI, es el Radio del Círculo Inscrito de la Glorieta y podría asumirse como recomendable, para realizar esta transición; en donde, dicho análisis es el resultado de plantear una solución económica y transitable sobre diferentes radios de círculos inscritos realizado por mi persona. 40 Designar cualquiera de las entidades transición de entrada a la glorieta.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Luego de Aceptar los valores y opciones de la ventana anterior y ocultar los objetos de la superficie de obra lineal, tendremos la siguiente configuración del carril segregado en planta tal como se muestra a continuación:

De igual forma se procederá a crear el Carril Segregado Norte – Sur, que conecta el Inicio del Tramo II de la vía secundaria con el Final del tramo II de la vía principal, quedando el emplazamiento configurado tal como se muestra a continuación:

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Los carriles segregados, se pueden modelar en 3D y anexarlos a la obra lineal existente, analizando adecuadamente el comportamiento de los puntos de contacto de las rasantes involucradas (tanto en vías de intersección, como en las rasantes de salida y llegada por carril de aceleración y deceleración respectivamente), que darán paso a crear las transiciones en elevación que sean capaces de desarrollar el ramal segregado en función del emplazamiento en conjunto, utilizando varias líneas base para su concepción y ensamblajes / sub-ensamblajes para tener una modelación final en 3D. 2.9.

Control de Explanaciones.

El llevar un correcto control volumétrico de explanaciones de movimiento de tierras con características particulares o no lineales, casi siempre está supedito a la creación de un alineamiento base que sea capaz de muestrear de manera integral todo el ancho de influencia de la superficie base y de la superficie de obra lineal, calculando sus áreas de corte, relleno y estructuras que darán paso a tener un control volumétrico por secciones. Sin embargo, la exactitud de este tipo de control volumétrico estará en función de la frecuencia con que se muestree la alineación base o alineación de muestreo que engloba toda la explanación, en donde, la mejor opción sería muestrear lo más cerca posible los emplazamientos en conjunto. Civil 3D, da una solución más aproximada, al realizar una comparación entre superficies, calculando sus volúmenes de explanaciones en función a espacios tridimensionales que unen los vértices de ambas superficies para dar paso a una superficie prismática por sector, siendo la suma total de esta superficie el volumen exacto de explanación. Dicha comparación dependerá de la zona exacta del emplazamiento generado, por lo que, se deberá sectorizar el emplazamiento de la glorieta41, creando una serie de polilíneas cerradas que unan el inicio de los tramos de transición de cada ramal (04) con el contorno de la superficie de obra lineal generada por las explanaciones de la glorieta. Ahora, el primer paso será volver a visualizar las componentes de la superficie de obra lineal anteriormente ocultada. En seguida, procederemos a exportar a XML la superficie de obra lineal existente, para poder obtener su contorno y luego sectorizarlo; así, vamos al Espacio de herramientas > Prospector > Superficies, Click Derecho sobre Superficie Corredor Vía Principal > Exportar LandXML…, acción que desplegará la ventana Exportar a LandXML, luego Click en Aceptar y buscamos la ruta de nuestro agrado en donde se exportará la superficie, > Guardar. Exportada la Superficie de obra lineal, abrimos una hoja nueva en el programa e importamos la superficie, para ello, vamos a los Botones de grupo, sección Insertar, subsección Importar y Click en LandXML, y buscamos la ruta en donde se guardó anteriormente la superficie, luego Abrir > Aceptar.

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Dicha sectorización obedece a tener un área exacta por donde se subtiende la explanación en general, y que, para este caso, solo se analizará teniendo en cuenta la explanación generada por la glorita y todas sus transiciones, sin tener en cuenta los carriles de segregación anteriormente diseñados.

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) Será necesario también, reconocer previamente los puntos de contacto del inicio de las transiciones hacia la glorieta y dibujar sus respectivos puntos de contacto transversal; además, habrá que ocultar las curvas de nivel de la nueva superficie obtenida para utilizar solo el contorno. Ocultas las curvas de nivel de la superficie del nuevo archivo, explotamos la superficie de obra lineal, hasta reducirlas a líneas simples de composición. Luego procedemos a bajar su elevación (Inicio Z y Fin Z) a 0.000m, del área aproximada de emplazamiento de la glorieta; además, pegamos en coordenadas originales las líneas transversales (04, para este caso) antes generadas en el nuevo dibujo, teniendo en cuenta que las mismas deberán tener cota igual a 0.000m y unimos todas las polilíneas para crear un polígono cerrado tal como se muestra a continuación:

Contando con el polígono cerrado para delimitar la superficie existente, lo copiamos y lo pegamos en coordenadas originales en el archivo de diseño. Ahora, con este polígono compuesto por un grupo de polilíneas, del tipo cerrado, se creará una subsuperficie definida por contorno (Boundary) dinámico del tipo externo42, denominado como: CE Glorieta, para sectorizar a la superficie de obra lineal acorde a las explanaciones obtenidas del modelamiento. Las acciones anteriores, delimitarán y/o reducirán a la superficie de obra lineal, en una explanación puntal tal como se muestra en la imagen superior de la página siguiente.

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Para ello ir al Espacio de Herramientas > Prospector > Superficie > Superficie Corredor Vía Principal > Definición, Click Derecho sobre Contornos > Anadir…

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Así mismo, la superficie de obra lineal sectorizada en planta, se visualiza en 3D con el visor de objetos, tal como se muestra a continuación:

Es de mencionar, que el proceso de cálculo del volumen de explanación que subtiende esta superficie con respecto a la superficie original, creará una nueva superficie del tipo: Superficie de volumen TIN, que se acoplará a los cambios que se ajusten a la glorieta, siempre y cuando, el contorno usado para la delimitación de la superficie, se actualice en función a cada cambio realizado. Para ello, será necesario, Design Engineer. Víctor Franz Alcántara Portal

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) además, generar un estilo personalizado de explanación volumétrica, que pueda ser usado de hoy en adelante para llevar el control de explanaciones de todas las obras y emplazamientos que se usen para el desarrollo de los próximos capítulos. Dicho estilo de superficie se denominará Curvas Volumétricas, y que será copia del estilo Curvas Explanadas Carreteras (Creado anteriormente para la concepción inicial de este documento), con las nuevas Capa Curvas Volumétricas Mayores (Color Magenta y Grosor de línea 0.09mm) y Curvas Volumétricas Menores (Color Verde y Grosor de línea 0.05mm) para las componentes de visualización Curva de nivel maestra y Curva de nivel respectivamente. Para calcular el volumen de explanación final del emplazamiento de la glorieta, vamos a los Botones de grupo, sección Analizar, subsección Volúmenes y materiales, Click en Centro de controles de volúmenes, acción que desplegará la ventana flotante Centro de controles de volúmenes. En esta ventana añadimos una nueva superficie de volumen, dando Click en el ícono (

), que despliega la

ventana Crear superficie, y la configuramos con los siguientes valores y opciones tal como se muestra a continuación:

En el cuadro anterior, no afectamos a los factores de desmonte / terraplén para que puedan ser analizados a detalle acorde a las propiedades geotécnicas del material de corte, como también acorde al tipo de material usado para realizar terraplenes. Luego Aceptar. Finalmente, la ventana flotante: Centro de controles de volúmenes, mostrará los volúmenes de explanación tal como se muestra a continuación:

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Autodesk AutoCAD Civil 3D (NIVEL INTERMEDIO) ÁREA PARA APUNTES Y NOTAS ADICIONALES SOBRE EL CAPÍTULO II

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